En optogenética, los investigadores usan la luz para controlar la actividad de las proteínas. Esta técnica les permite alterar la forma del tejido embrionario e inhibir el desarrollo de anomalías. Ahora, los científicos del grupo De Renzis de EMBL han mejorado la técnica para detener los procesos de conformación de órganosen embriones de mosca de la fruta. Sus resultados, publicados en El diario EMBO , permite el control sobre un paso crucial en el desarrollo embrionario.
Para un desarrollo saludable, el tejido tiene que cambiar su forma. Por ejemplo, grupos de células alteran su forma como parte del desarrollo de los órganos. Stefano De Renzis y los miembros de su equipo en EMBL están interesados en los mecanismos detrás de estas transiciones de forma y usooptogenética para dirigirlos con luz.
Video 1: Vista lateral del proceso de invaginación. La superficie externa / apical de las células se contrae, mientras que la superficie interna / basal se relaja. Este proceso coordinado genera una fuerza que impulsa la célula hacia el interior del embrión. Esta es la primerapaso hacia el desarrollo de un órgano IMAGEN: Daniel Krüger / EMBL
Para formar órganos internos como los riñones, los grupos de células deben moverse hacia el interior de un embrión. Durante este proceso, llamado invaginación, la superficie de un grupo de células se contrae y hace que el tejido se pliegue hacia adentro ". Imagine al embrión como unInvaginación del globo y del tejido como la deformación causada por los dedos que empujan la superficie del globo hacia adentro. La única diferencia es que las células no están siendo sometidas a una fuerza externa como los dedos, sino que deben ser capaces de generar fuerzas para moverse por sí mismas.", dice De Renzis, quien dirigió el proyecto. Las anormalidades en este proceso conducen a problemas en el desarrollo de tejidos y órganos.
Iniciando e inhibiendo la invaginación
De Renzis y su grupo inhiben el proceso de invaginación natural para comprender sus factores impulsores. Un aspecto crucial es la flexibilidad de la parte de la superficie del tejido que se pliega hacia adentro. Cuando los científicos usan la optogenética para endurecer esta superficie, se hace imposible paralas células se doblan hacia adentro, deteniendo todo el proceso de invaginación. "Si a las células no se les permite relajar sus bases, no pueden contraer sus ápices de manera eficiente, y la invaginación de los tejidos se detiene. Para seguir con la analogía del globo, es como cuando aprietas la parte superior yparte inferior de un globo al mismo tiempo. La presión interna aumenta y el globo ya no puede doblarse hacia adentro ", dice De Renzis. Con su nuevo método, no solo es posible detener la invaginación antes de que ocurra, sino también detenerla en el medio.proceso.
Video 2: Vista superior de la invaginación natural y modificada. Si bien el tejido izquierdo se modifica con optogenética y no invagina, el tejido derecho se pliega hacia el interior del embrión y crea una bolsa. IMAGEN: Daniel Krüger / EMBL
Aunque los científicos habían especulado sobre la importancia de la superficie basal interna del tejido antes, las técnicas experimentales no estaban lo suficientemente avanzadas como para probar esto. Con su nuevo método, el equipo de EMBL puede modificar la actividad de las proteínas sin dañar las células, mientras que aún puedepara activar y desactivar las modificaciones según sea necesario. Sus resultados proporcionan la primera prueba de una teoría de larga data que podría explicar las anomalías morfológicas durante el desarrollo embrionario.
En combinación con sus resultados anteriores, los científicos ahora pueden controlar cada paso de este importante proceso de desarrollo en embriones. Aunque los experimentos se realizaron en embriones de moscas de la fruta, De Renzis espera que los resultados y métodos sean aplicables en otros organismos. Optogenéticapodría usarse para crear y dar forma a tejidos artificiales o para controlar el desarrollo de tejidos en medicina regenerativa.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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