Hay muchas estructuras diferentes en nuestros ojos que funcionan en conjunto para permitirnos ver. Estas estructuras son sorprendentemente similares entre las diferentes especies, desde el pez cebra hasta los humanos. El crecimiento de los tejidos oculares debe controlarse estrechamente para mantener el ojo correctotamaño y forma que nos permiten ver. Esta estricta regulación ha intrigado a los biólogos del desarrollo durante décadas.
La lente del ojo enfoca la luz entrante en la retina, que luego convierte la luz en señales eléctricas que nos permiten ver. Dos tipos de células distintas comprenden la lente: células epiteliales, que cubren la parte frontal o anterior de la lente.y células de fibra, que pueblan la parte posterior o posterior, se ha demostrado que las células epiteliales proliferan en la mitad anterior de la lente y se mueven hacia la mitad posterior, diferenciando o transformándose, en células de fibra cuando alcanzan el ecuadorentre las dos mitades. Para dilucidar los mecanismos subyacentes que impulsan este movimiento, la Unidad de Neurobiología del Desarrollo de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST, dirigida por el Prof. Ichiro Masai, empleó técnicas de imágenes de lapso de tiempo para observardesarrollo de lentes en tiempo real en pez cebra. Sus resultados fueron publicados recientemente en Desarrollo .
El Dr. Toshiaki Mochizuki, junto con los estudiantes de OIST Yi-Jyun Luo y Hsieh-Fu Tsai, desarrollaron una técnica que les permitió rastrear el movimiento y el desarrollo de las células epiteliales del cristalino en un embrión de pez cebra vivo en tiempo real. Los investigadores utilizaronpez cebra genéticamente modificado que contiene dos proteínas fluorescentes diferentes, mCherry-zGem y GFP-histonas, que fluorescen o emiten luz para producir un color, en diferentes puntos del ciclo celular. Durante la fase G1 inicial del ciclo celular, solo GFPse expresa, dando a las células una apariencia verde bajo un microscopio confocal. A medida que la célula entra en la fase S, durante la cual se produce la replicación del ADN, comienza la expresión de la proteína mCherry-zGem, cambiando el color de verde a amarillo.las proteínas mCherry-zGem aumentan en las fases G2 y M subsiguientes, el color cambia a rojo y rojo profundo, respectivamente. Las células que no entran en el ciclo celular y permanecen en la fase de reposo G0, nunca expresan el mCherry-zGem proteína y así permanecen verdes durante todo el experimento.Los cambios de color, o la falta de ellos, permiten a los científicos monitorear efectivamente las fases del ciclo celular de cada célula epitelial.
Luego, los investigadores de OIST analizaron las imágenes de lapso de tiempo de la lente del pez cebra para revelar que las células epiteliales se segregan en células divisorias y células no divisorias. Las células divisorias ingresan al ciclo celular y, por lo tanto, muestran un cambio de color, mientras que las células no divisoriaspermanecerán verdes durante todo el experimento. Los científicos vieron que los grupos de células que no se dividen se moverían como un grupo en forma de espiral siguiendo la división de las células vecinas. Esta división provocaría que las células que no se dividen se muevan hacia el ecuadorde la lente, hacia la diferenciación en células de fibra.
Además, la Unidad de Neurobiología del Desarrollo descubrió que el movimiento de las células en la lente también parecía estar regulado por dos proteínas relacionadas: E-cadherina, expresada en las células epiteliales de la lente, y N-cadherina, expresada en las células de fibra de la lente. Estas proteínasejercen fuerzas opuestas sobre las células vecinas, con E-cadherina ejerciendo una fuerza de atrapamiento y N-cadherina ejerciendo una fuerza de tracción. Juntos, E-cadherina y N-cadherina también ayudan a regular el movimiento celular a través de la modulación de la adhesión y la tensión de las células epiteliales de la lente..
"Estoy muy orgulloso de que nuestro grupo haya podido desarrollar una técnica que nos permitió observar estas células en un pez cebra vivo durante un largo período de tiempo", explicó Masai, "Esta es la primera vez que el crecimiento individuallas células epiteliales del cristalino han sido rastreadas durante un período de tiempo tan largo. Esta investigación nos ha permitido determinar los factores responsables de la regulación del desarrollo ocular. ¡Sin estos factores, el desarrollo ocular correcto no sería posible! "
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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