Científicos del EMBL Barcelona han revisado por primera vez en el laboratorio cómo se forman secuencialmente las estructuras celulares que componen nuestra médula espinal.
En todas las vértebras, la columna vertebral es el accesorio básico del esqueleto. No solo conecta los músculos, sino que también protege la columna vertebral y las raíces nerviosas. Se sabe que los trastornos hereditarios raros son causados por defectos en su desarrollo. Investigadores del equipo Ebisuya del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Barcelona han desarrollado ahora un 3D. En modo de prueba de laboratorio Modelo que refleja cómo se forman las estructuras precursoras que componen la columna vertebral durante el desarrollo embrionario humano.
La columna vertebral está formada por 33 vértebras, que se componen de pares de sistemas precursores llamados somitas. Los somitas forman no solo la columna vertebral, sino también las costillas y los músculos esqueléticos. Para garantizar que estas estructuras se formen correctamente, el crecimiento de los somitas se controla estrictamente y cada par de somitas surge en un momento específico de la secuencia en el desarrollo. El reloj de segmentación, la síntesis de genes que crean ondas oscilantes, controla este proceso, con cada onda formando un nuevo par de somitas.
Un par de somitas. El azul es un marcador atómico (DAPI) y el rojo es un marcador de punta (ZO-1). Crédito: Grupo Ebisuya / EMBL
«Por primera vez, pudimos crear pares específicos de somitas humanos maduros conectados al reloj de división en el laboratorio», dijo Marina Sanaki-Matsumia, primera autora del estudio, que se publicó en la revista. contacto natural Hoy (28 de abril de 2022). Utilizando este enfoque, los investigadores han creado un 3D. En modo de prueba de laboratorio El patrón de formación de somitas humanos también se conoce como ‘somidogénesis’.
Creando un fuerte proceso de somotogénesis.
El equipo desarrolló células madre de fluoruro inducidas por humanos (hiPSC) en presencia de un cóctel de moléculas de señal inductoras de células. Después de tres días, las células comenzaron a formar ejes alargados anterior (superior) y posterior (inferior). En ese momento, los científicos estaban agregando matriz a la mezcla cultural. Algunos científicos llaman polvo mágico de matriz: un compuesto de proteína que es importante para muchos procesos de crecimiento. Este proceso eventualmente condujo a la formación de somidoides – En modo de prueba de laboratorio Equivalente a estructuras precursoras de somitas humanas.
El tiempo perdió el video de Somite formándose una y otra vez. Crédito: Grupo Ebisuya / EMBL
Para probar si el reloj de división en estas somnolencias regula la somidogénesis, los investigadores monitorearon los patrones de expresión. HES7, el principal gen implicado en el proceso. Encontraron evidencia clara de oscilaciones, especialmente cuando comienza la somatogénesis. Los somitas formados tenían marcadores claros de epitelización, un paso importante en su maduración.
El tamaño del somita es importante
El equipo de Efesios explora cómo y por qué los humanos nos diferenciamos de otras criaturas en lo que respecta al desarrollo embrionario. Uno de los sistemas modelo que utilizan para comprender las diferencias interespecíficas es el reloj de sección. En 2020, el equipo lo descubrió. Período de oscilación El reloj de la sección humana es más largo que el reloj de la sección del ratón.
El presente estudio muestra la relación entre el tamaño de los somitas y el reloj de división. «Los somitas creados tenían un tamaño fijo, independientemente de la cantidad de células utilizadas para el somoide inicial. El tamaño de los somitas no aumentó a pesar del número de células inicial», explicó Sonaki-Matsumia. La división se puede determinar mediante reloj u otros medios».
Para leer más, Miki Ebisuya y su equipo ahora planean desarrollar diferentes especies de somodoides y compararlas. Los investigadores ya han estudiado varias especies de mamíferos, incluidos conejos, ganado y rinocerontes, y están creando un «zoológico de células madre» en el laboratorio.
“Nuestro próximo proyecto se centrará en crear somnolencia de diferentes organismos, medir su proliferación celular y velocidad de migración celular, y establecer qué y cómo la somatogénesis difiere entre organismos”, dijo Ebizua.
Nota: «Formación periódica de somnoles epiteliales a partir de células madre fluoradas humanas» 28 de abril de 2022, contacto natural.
DOI: 10.1038 / s41467-022-29967-1
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