La desactivación de un gen en las primeras etapas del desarrollo de un ratón llevó a los investigadores a terminar accidentalmente con un mamífero embrionario de seis patas.
Este extraño resultado llevó a una nueva dirección la investigación sobre la médula espinal de los biólogos del desarrollo Anastasiia Lozovska y Moisés Mallo y sus colegas del Instituto de Ciencias Gulbenkian de Portugal.
En color violeta, las dos patas adicionales en lugar de los genitales (Anastasiia Lozovska et al / Nat. Comms).
«Yo no elegí el proyecto, el proyecto me eligió a mí», dijo Mallo en Nature News. El equipo comparó embriones de ratón de 10 a 17 días con y sin versiones funcionales del gen en cuestión, Tgfbr1, que codifica la proteína receptora Tgfbr1, informa ScienceAlert.
Tgfbr1 contribuye a una vía de señalización que le da al cuerpo en formación las direcciones del tronco a la cola. Esta vía proporciona aquí instrucciones de «crear una extremidad trasera», o «genitales externos», a las células del embrión en desarrollo.
El mecanismo de crecimiento del ratón
A medida que el embrión de un mamífero crece, construye estructuras secuencialmente desde la cabeza hasta la cola. En las primeras etapas del desarrollo, los mecanismos genéticos pasan de centrarse en la cabeza a extender el cuerpo y sentar las bases de los principales sistemas de órganos.
Posteriormente, ocurre una segunda transición donde la activación de genes en múltiples capas de tejido que se extiende del tronco para crear una cola, indica ScienceAlert.
Es durante este proceso que las interacciones entre los tejidos recién emergentes generan estructuras necesarias para los canales de salida del cuerpo y los genitales.
Si bien las piernas y los brazos comparten muchos de los mismos genes, en una etapa tan temprana del proceso, las extremidades traseras y los genitales tienen más en común. Ha habido alguna sugerencia de que surgen de la misma estructura de primordio inicial en especies ancestrales.
Embrión de ratón típico (izquierda). Embrión modificado con 6 extremidades (sus órganos internos sobresalen de su abdomen) (Anastasiia Lozovska et al / Nat. Comms).
«Por lo tanto, será interesante determinar si un mecanismo relacionado con la plasticidad del desarrollo descubierta por nuestro trabajo podría ayudar a explicar la ausencia de extremidades traseras en las serpientes, pero su presencia en la mayoría de los lagartos», se preguntan Lozovska y sus colegas, dice ScienceAlert.
Los científicos descubrieron que a pesar de la ubicación bastante diferente de las patas adicionales en los embriones sin una versión funcional de Tgfbr1, los otros genes expresados en estas patas son similares a los que se encuentran en las extremidades normales de los ratones.
Ambos apéndices surgen de la mitad de tres capas de tejido que componen un embrión temprano, el mesodermo. A medida que las células que se convierten en extremidades empujan hacia la capa externa de tejido circundante (endodermo), es posible que reciban más mensajes de «convertirse en piernas» para promover su desarrollo en estructuras de extremidades malformadas pero maduras, sospechan los investigadores.
Lozovska y su equipo observaron más de cerca el ADN en el tejido de las piernas mutantes en comparación con los ratones de control e identificaron la remodelación de la cromatina: las proteínas que controlan el acceso al ADN de las células se habían cambiado a la configuración de «piernas», en lugar de la configuración «genital», informa ScienceAlert.
Los investigadores aún no conocen el mecanismo exacto entre la supresión del gen Tgfbr1 que conduce a un par de piernas extra. Comprender más sobre estos procesos fundamentales equipará a los investigadores con herramientas adicionales para abordar los desafíos y enfermedades del desarrollo.
