La expresión génica durante el desarrollo: una cuestión de tiempo
Durante el proceso de desarrollo, la especificación y diferenciación celular requieren una coordinación espacial y temporal de la expresión génica. Para ello, tienen lugar interacciones precisas entre las rutas de señalización intercelular y las redes de regulación génica. Se han identificado varios procesos de regulación de la expresión génica a escala celular y se está obteniendo información sobre los mecanismos por los que los morfógenos determinan la regulación espacial de la células en un tejido. Sin embargo, se dispone de pocos datos acerca del patrón temporal y la coordinación de la expresión génica en poblaciones celulares. Para abordar esta cuestión, el equipo del proyecto CELLCOORDINATION (Temporal coordination of gene expression during development), financiado con fondos europeos, se propuso entender la dinámica y la coordinación celular durante la diferenciación y el desarrollo a lo largo del tiempo. Para ello, se emplearon células madre embrionarias (CME) a fin de estudiar in vitro la diferenciación de las CME en células similares a línea primitiva (LP)/mesodermo (ME). La visualización de CME vivas diferenciadas a células similares a LP in vitro mostró una analogía notable entre el comportamiento de estas células y las de LP en el embrión durante la gastrulación. Otros análisis moleculares revelaron que la movilidad de las células similares a LP se asociaba a una expresión transitoria del factor de transcripción Brachyury y estaba regulada por la ruta de señalización Wnt/beta-catenina. El estudio del destino de la diferenciación de las CME en cultivo mostró un sesgo inherente hacia un neuroectodermo anterior, mientras que su capacidad para generar mesodermo aumenta con el paso del tiempo. El análisis cuantitativo de la transcripción implicada en ambos destinos de diferenciación reveló un circuito de inhibición mutua controlado por la señalización Fgf/MAPK. Se cree que de esta manera se equilibran las proporciones de células que se diferencian a tipos celulares específicos. En este estudio, se investigaron también la división y la diferenciación de las células progenitoras pancreáticas. Los resultados sugieren que el momento en que se inicia la diferenciación endocrina en el ciclo celular determina el modo de división de las células progenitoras. En conjunto, los resultados del proyecto ofrecen datos sin precedentes sobre los acontecimientos moleculares a lo largo del tiempo responsables de la especificación celular durante el desarrollo. Además, el carácter temporal de la regulación de la expresión génica pone de relieve la importancia del control exhaustivo al que está sometido el desarrollo humano.
Palabras clave
Desarrollo, CELLCOORDINATION, células madre embrionarias, línea primitiva, señalización Wnt/beta-catenina