Todos los organismos multicelulares que se reproducen sexualmente dependen de los huevos para mantener la vida temprana. Los investigadores de la Universidad de California, la Escuela de Medicina de San Diego y Ludwig Cancer Research utilizaron el pequeño gusano redondo C. elegans como modelo para comprender mejor cómo los huevos permiten el desarrollo embrionario, utilizando solo los materiales ya presentes en ellos. Su estudio, publicado el 24 de marzo en Celda , descubre el papel de los ARN pequeños, un tipo de material genético, y las proteínas auxiliares juegan en el desarrollo del huevo.
"Los huevos difieren de otras células en crecimiento, donde los nutrientes se utilizan para acumular masa celular antes de que ocurra la división", dijo Arshad Desai, PhD, profesor de la Facultad de Medicina de UC San Diego y miembro de la rama de San Diego de Ludwig Cancer Research. "Ael huevo de rana, por ejemplo, produce alrededor de 3,000 células simplemente dividiéndose en células cada vez más pequeñas, sin crecimiento. Estábamos interesados en comprender cómo los huevos pueden hacer esto ".
Además del creciente cuerpo de conocimiento sobre los ARN pequeños y cómo influyen en la función celular, este estudio muestra que los ARN pequeños trabajan junto con una enzima conocida como Argonauta para ayudar a crear el perfecto C. elegans huevo. Los investigadores basaron su estudio en trabajos anteriores que muestran que una proteína Argonauta específica llamada CSR-1 afecta la distribución cromosómica en la primera división del embrión que ocurre después de que el óvulo es fertilizado.
Un estudio previo había sugerido que CSR-1 influye en la división celular al ayudar a definir centrómeros, regiones especializadas en el cromosoma que ayudan a distribuirlos durante la división. Sin embargo, en este estudio, los investigadores encontraron que CSR-1 no controla la formación de centrómeros enembriones tempranos. En cambio, descubrieron que CSR-1 es esencial para construir el huso, la máquina celular que distribuye los cromosomas a medida que una sola célula se divide en dos células hijas.
Los husos están formados por pequeñas cuerdas de proteínas llamadas microtúbulos. Los microtúbulos del huso se conectan a las regiones centroméricas de los cromosomas y ayudan a separarlos. Cuando el equipo de Desai retiró la enzima CSR-1 de las células, notaron un defecto en el huso.defecto a la sobreproducción de otra enzima que rompe los microtúbulos.
Este hallazgo llevó a los investigadores a mirar más de cerca los roles que desempeñan CSR-1 y los ARN pequeños asociados en la composición del huevo de "ajuste fino". Descubrieron que los ARN pequeños dirigen a CSR-1 al ARN mensajero objetivo, que luego CSR-1 cortaEste ARN mensajero lleva las instrucciones genéticas para las proteínas que ayudan a construir el huevo. Al variar el número de ARN pequeños unidos a una enzima CSR-1, los huevos pueden sintonizar con precisión la composición del material en ellos, para apoyar el desarrollo embrionario.
Aunque CSR-1 solo está presente en los gusanos redondos, los ratones también usan una proteína argonauta y pequeños ARN para controlar su composición de huevo.
"Dado que el genoma del óvulo debe permanecer sin comprometerse y ser capaz de generar todos los diferentes tipos de tejidos en un organismo, los óvulos necesitan una forma especial de controlar la producción del material que se almacena en ellos para apoyar el desarrollo del embrión", dijo el primer autor AdinaGerson-Gurwitz, PhD, investigador postdoctoral en el laboratorio de Desai. "Nuestro estudio sugiere que esto se logra mediante un pequeño sistema de ARN-argonauta".
Los coautores del estudio también incluyen a Shaohe Wang, Rebecca Green y Karen Oegema, UC San Diego y Ludwig Cancer Research; y Shashank Sathe y Gene W. Yeo, UC San Diego.
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Materiales proporcionado por Universidad de California, San Diego Health Sciences . Original escrito por Heather Buschman, PhD. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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