Una criatura poco conocida que habita en el océano y que se encuentra más comúnmente que crece en cáscaras de cangrejo ermitaño muertas puede parecer un tema de estudio poco probable para los investigadores, pero este animal tiene una habilidad rara: puede producir óvulos y esperma durante toda su vida útilEste animal, llamado Hidractinia , lo hace porque produce células germinales, que son precursoras de los óvulos y los espermatozoides, sin parar durante toda su vida. Estudiar esta capacidad única podría proporcionar información sobre el desarrollo del sistema reproductivo humano y la formación de afecciones y enfermedades reproductivas en humanos.
"Al secuenciar y estudiar los genomas de organismos más simples que son más fáciles de manipular en el laboratorio, hemos podido descubrir ideas importantes sobre la determinación del destino de las células germinales subyacentes a la biología, conocimiento que en última instancia puede ayudarnos a comprender mejor los procesostrastornos reproductivos subyacentes en humanos ", Dr. Andy Baxevanis, director de la Unidad de Genómica Computacional del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano NHGRI y coautor del artículo. NHGRI es parte de los Institutos Nacionales de Salud.
En un estudio publicado en la revista ciencia , colaboradores de NHGRI, la Universidad Nacional de Irlanda, Galway, y el Laboratorio Whitney de Biociencia Marina de la Universidad de Florida, Augustine, informaron que la activación del gen Tfap2 en células madre adultas en Hidractinia puede convertir esas células en células germinales en un ciclo que puede repetirse infinitamente.
En comparación, los humanos y la mayoría de los otros mamíferos generan un número específico de células germinales solo una vez en su vida. Por lo tanto, para tales especies, los óvulos y espermatozoides a partir del número predeterminado de células germinales pueden formarse durante un largo período de tiempo, perosu cantidad está restringida. Un equipo internacional de investigadores ha estado estudiando Hidractinia genoma para comprender cómo se obtiene esta habilidad reproductiva especial.
Hidractinia vive en colonias y está estrechamente relacionado con medusas y corales. Aunque Hidractinia es diferente a los humanos fisiológicamente, su genoma contiene una cantidad sorprendentemente grande de genes que son como genes de enfermedades humanas, lo que lo convierte en un modelo animal útil para estudiar preguntas relacionadas con la biología y la salud humanas.
Hidractinia las colonias poseen pólipos de alimentación y pólipos sexuales como parte de su anatomía. Los pólipos sexuales especializados producen óvulos y esperma, haciéndolos funcionalmente similares a las gónadas en especies como los humanos.
Durante el desarrollo embrionario humano, se reserva un pequeño grupo de células germinales que eventualmente se convertirán en gametos, y todos los espermatozoides u óvulos que los humanos producen durante sus vidas son descendientes de esas pocas células germinales originales. La pérdida de estas células germinales para cualquierLa razón da como resultado la esterilidad, ya que los humanos no tienen la capacidad de reponer su grupo original de células germinales.
En un estudio separado, el Dr. Baxevanis en NHGRI y la Dra. Christine Schnitzler en el Laboratorio Whitney han completado la primera secuencia de la Hidractinia genoma. En este estudio, los investigadores utilizaron esta información para examinar el genoma del organismo en busca de pistas sobre por qué existen diferencias tan marcadas en la capacidad reproductiva entre uno de nuestros parientes animales más distantes y nosotros mismos.
"Tener a mano este tipo de datos de secuencia de genoma completo de alta calidad nos permitió reducir rápidamente la búsqueda del gen o genes específicos que dicen Hidractinia las células madre se convertirán en células germinales ", dijo el Dr. Baxevanis.
Los investigadores compararon el comportamiento de los genes en la alimentación y las estructuras sexuales de Hidractinia . Encontraron que el Tfap2 el gen fue mucho más activo en los pólipos sexuales que en los pólipos de alimentación tanto en hombres como en mujeres. Esta fue una pista de que el gen podría ser importante en la generación de células germinales.
Los científicos luego confirmaron que Tfap2 de hecho, fue el interruptor que controla el proceso de producción perpetua de células germinales. Los investigadores utilizaron la técnica de edición de genes CRISPR-Cas9 para eliminar Tfap2 desde Hidractinia y midió los efectos resultantes en la producción de células germinales. Encontraron que eliminar Tfap2 desde Hidractinia detiene la formación de células germinales, lo que refuerza la teoría de que Tfap2 controla el proceso
Los investigadores también querían saber si Tfap2 estaba influyendo en células específicas para que se convirtieran en células germinales. Su análisis reveló que Tfap2 solo produce células madre adultas Hidractinia para convertirse en células germinales.
Curiosamente, el Tfap2 el gen también regula la producción de células germinales en humanos, además de su participación en una miríada de otros procesos. Sin embargo, en humanos, las células germinales se separan de las células no germinales al inicio del desarrollo. Aún así, a pesar de la gran distancia evolutiva entre ellas Hidractinia y los humanos, ambos comparten un gen clave que transforma las células madre en células germinales.
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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