El ruido generalmente se considera una molestia, por ejemplo, cuando se nos impide escuchar claramente lo que alguien está diciendo. El concepto general de ruido se aplica de manera más amplia. En biología, las diferencias físicas entre organismos del mismo tipo, por ejemplo, dos humanos, se originandel llamado ruido del desarrollo, que en última instancia se deriva de colisiones probabilísticas entre las moléculas que reaccionan y las condiciones ambientales en las células durante las primeras etapas del crecimiento del organismo. En general, existen mecanismos para evitar que el ruido biológico provoque un desarrollo incorrecto del organismo.
Makoto Sato de la Universidad de Kanazawa y sus colegas ahora han descubierto que una vía de señalización bioquímica particular contribuye a la cancelación de ruido en el proceso de diferenciación de las células madre neurales, las células autorrenovadoras que juegan un papel importante en el desarrollo del sistema nervioso deanimales durante la etapa embrionaria.
Como sistema modelo para comprender los mecanismos de cancelación del ruido biológico en un organismo multicelular, los investigadores analizaron una etapa particular de desarrollo del sistema visual en las moscas de la fruta: la propagación de la llamada 'onda proneural', durante la cual las células deUn tipo llamado célula neuroepitelial se diferencia en neuroblastos células en proceso de división en neuronas.
Inspirado por investigaciones anteriores, Sato y sus colegas plantearon la hipótesis de que una vía de señalización una cadena particular de reacciones entre proteínas en las células conocida como JAK / STAT está involucrada en la cancelación de ruido. Los científicos combinaron modelos matemáticos y experimentos genéticos. Para el primero,diseñaron un conjunto de ecuaciones matemáticas que cuantifican las variaciones en el sistema y reproducen la progresión de la onda proneural. Al incluir la señalización JAK / STAT, descubrieron que se cancela la diferenciación espontánea de neuroblastos inducida por ruido.
Para confirmar el efecto de la señalización de JAK / STAT in vivo, los investigadores realizaron experimentos en los que la vía de señalización se redujo de forma controlada. Tras la reducción, se observó la diferenciación estocástica de los neuroblastos, de acuerdo con la conclusión de que JAK / STAT tiene un ruido-canceling function. Otros experimentos genéticos proporcionaron más información sobre los detalles de cómo se produce la cancelación de ruido por JAK / STAT, y que esta puede ser una función que se ha conservado a lo largo de la evolución.
El trabajo de Sato y sus colegas no solo contribuye a una mejor comprensión de los mecanismos de cancelación de ruido en la biología del desarrollo, sino que también subraya el poder de combinar estudios 'in silico' con 'in vivo'. Citando a los científicos, "aplicandouna combinación de modelos matemáticos y genética molecular, podemos resolver preguntas biológicas que anteriormente han sido difíciles de abordar "
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Materiales proporcionado por Universidad de Kanazawa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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