Se sabe muy poco sobre cómo se controla el inicio de la pubertad en humanos, pero el descubrimiento de un nuevo gen en el gusano redondo C. elegans podría ser el "eslabón perdido" que determina cuándo es el momento de hacer esta transición de juvenil a adulto. Se sabe que dos genes, LIN28 y MKRN3, están asociados con la pubertad precoz en los seres humanos, donde los jóvenes de hasta seis años pueden comenzardesarrollo de características adultas. Estos genes se encuentran en todos los animales, incluidos C. elegans , en el que también controlan la transición de juvenil a adulto. Hasta el nuevo descubrimiento, no estaba claro cómo están conectados estos dos genes.
Los signos más obvios de la transición de juvenil a adulto tienden a ser externos morfología corporal, genitales maduros, pero también se producen cambios en el sistema nervioso al mismo tiempo. En los seres humanos, la maduración del cerebro durante la adolescenciaestá asociado con una mayor vulnerabilidad a una variedad de trastornos neuropsiquiátricos, por lo que una mejor comprensión de estos procesos es importante para comprender la salud mental y la neurobiología básica.
Dos nuevos estudios en los laboratorios de Douglas Portman, Ph.D. en el Centro Médico de la Universidad de Rochester y David Fitch en la Universidad de Nueva York, publicados en célula de desarrollo y eLife , identificó un nuevo mecanismo de sincronización del desarrollo que involucra un ARN largo no codificante en el gusano redondo microscópico C. elegans . Su investigación reveló un nuevo mecanismo molecular sorprendente que controla el tiempo de cambios específicos del sexo en la forma del cuerpo, la maduración de los circuitos neuronales y el comportamiento.
C. elegans ha sido utilizado durante mucho tiempo por los investigadores para comprender los mecanismos fundamentales de la biología. Muchos de los descubrimientos realizados con estos gusanos se aplican en todo el reino animal y esta investigación ha llevado a una comprensión más amplia de la biología humana. De hecho, tres premios Nobel de medicina yquímica han sido premiados por descubrimientos que involucran C. elegans .
Los investigadores identificaron un nuevo gen que, cuando se interrumpe, retrasa la transición de la etapa juvenil a la adulta. Sorprendentemente, este gen, llamado lep-5, no actúa como una proteína, como lo hacen la mayoría de los genes. En cambio, funcionacomo un ARN largo no codificante lncRNA, una clase de genes recientemente descubierta cuyas funciones siguen siendo en gran parte misteriosas. El equipo observó que este lncRNA es importante para promover la transición de juvenil a adulto al interactuar directamente con LIN-28 y LEP-2, a C. elegans gen similar al MKRN3. Debido a que las versiones humanas de LEP-2 y LIN-28 están involucradas en el momento de la pubertad, la nueva investigación sugiere que un lncRNA aún por descubrir podría ser esencial para este proceso en humanostambién.
En el sistema nervioso de los gusanos redondos, algunos circuitos neuronales experimentan una transición funcional en los machos a medida que se convierten en adultos sexualmente maduros, lo cual es fundamental para generar comportamientos específicos de adultos importantes para el éxito reproductivo. La cola del macho también sufre un cambio de forma que permite el apareamientoLos investigadores encontraron que esta misma vía controla tanto la maduración funcional de estos circuitos como la forma de la cola. Los gusanos redondos portadores de mutaciones en lep-5 se convierten en adultos físicamente maduros, pero su sistema nervioso permanece detenido en la etapa juvenil, y sus colasconservar una forma juvenil.
Con respecto a los cambios en el comportamiento, la vía regula esta sincronización actuando en el sistema nervioso mismo, no en un tejido que envía señales de sincronización al sistema nervioso. Además, las neuronas individuales administran sus propios relojes de desarrollo. Un "pulso" cronometradode la actividad de lep-5 durante la etapa juvenil hace que LIN-28 se vuelva inactivo, lo que permite que prosiga la transición a la edad adulta.
Los estudios continuos de los mecanismos identificados en estos estudios ayudarán a los científicos a comprender mejor las formas en que las señales genéticas y ambientales regulan la transición a la edad adulta en los seres humanos. Esta investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y las subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias paraPortman y Fitch.
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Rochester . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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