Los investigadores en un estudio dirigido por la USC dijeron que han identificado una acción clave de un gen de la cuenca hidrográfica crítica para la formación de hueso y la evolución de los vertebrados.
El gen Sp7 u Osterix probablemente surgió de una familia de genes ancestrales hace unos 400 millones de años, expandiendo la diversidad de la vida y programando el desarrollo de células osteoblásticas secretoras de hueso. Los vertebrados formadores de hueso ahora van desde la pequeña rana Paedophryne amauensisa la poderosa ballena azul.
"Este estudio proporciona un ejemplo fascinante y convincente de cómo la aparición de nuevas redes reguladoras de genes se conectan con nuevas capacidades celulares en el proceso evolutivo, específicamente aquí en el programa de formación ósea", dijo Hironori Hojo, autor principal y postdoctoralinvestigador asociado en Eli y Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Biology en USC.
El estudio fue publicado el 28 de abril en Célula del desarrollo . Los investigadores dijeron que es la primera mirada a escala del genoma de cómo Sp7 dirige las células secretoras de huesos llamadas osteoblastos para formar el esqueleto.
Existe una estrecha correlación entre la capacidad de formación de hueso y un gen similar a Sp7. Todos los grupos principales que comprenden la diversidad de vertebrados, como el pez cebra, las ranas, los geckos, los caimanes, las aves, los ratones y los humanos, tienen un Sp7Por el contrario, los parientes vivos más cercanos a los vertebrados, incluidos los chorros de mar y lampreas, carecen de hueso y de un gen Sp7. Esta correlación arroja luz sobre la historia de la vida en la Tierra: la aparición de Sp7 probablemente estuvo estrechamente relacionada con la evolución del huesoformación en un ancestro común que dio lugar a todos los vertebrados modernos.
"Este es un maravilloso ejemplo de cómo un enfoque estrecho en el funcionamiento de un solo gen ilumina grandes preguntas sobre la evolución de un andamio esquelético que los mamíferos compartimos con peces, ranas, lagartijas y pájaros", dijo Andrew McMahon, autor principal,WM Keck Provost Profesor y presidente del Departamento de Investigación de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Keck School of Medicine de USC.
El gen Sp7 codifica una proteína conocida como regulador transcripcional, que controla la actividad de una gran cantidad de otros genes específicos de osteoblastos.
Dado que otros miembros de la familia Sp regulan la actividad génica uniéndose a secuencias específicas codificadas en el ADN, también se pensó que Sp7 actuaba de esta manera. Sin embargo, los estudios de Hojo y sus colegas demuestran un mecanismo muy diferente. Sp7 se asocia con otro grupode reguladores transcripcionales llamados la familia Dlx y se basan en su acción de unión al ADN para controlar los genes de los osteoblastos.
Es probable que otras proteínas también funcionen junto con los factores Sp7 y Dlx, dijeron los investigadores. Se necesita más investigación científica.
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Materiales proporcionados por Universidad del Sur de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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