Desvetllant el mecanisme pel qual es regula la mida i forma d'un òrgan


L'estudi, publicat a Developmental Cell i realitzat a la mosca Drosophila, revela com els gens que controlen el desenvolupament regulen la mida i les proporcions d'un òrgan.

Investigadors de l'IRB Barcelona demostren que la mida i el patró d'un òrgan es regulen per mecanismes diferents.

Donada l'alta conservació gènica i mecanística amb humans, aquests descobriments obren noves vies en la investigació de malformacions congènites i altres malalties.

Un estudi del Laboratori de Desenvolupament i Control de Creixement de l'IRB Barcelona, liderat per l'investigador ICREA Marco Milán, desvela com els morfògens Dpp i Wg regulen la mida i el patró de l'ala de la mosca mitjançant mecanismes independents. La presència d'aquests mateixos morfògens en vertebrats fa que els resultats d'aquest estudi siguin molt significatius per entendre el desenvolupament de les extremitats en els éssers humans. "El mecanisme de regulació que descrivim en aquest treball pot obrir noves vies d'investigació en l'estudi de malformacions i malalties congènites humanes", assenyala Marco Milán.

La mida no és qüestió de gradients

Els morfògens es distribueixen al llarg dels teixits en forma de gradient de concentració, informen les cèl·lules sobre la seva "ubicació" i els indiquen com han de desenvolupar-se en conseqüència. Els morfògens són també responsables del creixement d'aquests teixits. Mentre que la disposició en gradient defineix la ubicació espacial de les diferents estructures, el treball del laboratori de Desenvolupament i Regulació del Creixement de l'IRB Barcelona demostra que el gradient en si mateix no és un requisit indispensable per promoure creixement. En un estudi previ, publicat el 2017 a la revista eLife, l'equip d'investigadors ja apuntava que el creixement de l'ala era independent del gradient de Dpp. Aquests resultats, publicats a Developmental Cell, "confirmen que és necessària la presència de Wg durant tot el desenvolupament, però tal com passa amb Dpp, la seva disposició en gradient no és un requisit imprescindible", explica Lara Barrio, primera autora de l'article.

Els morfògens promouen creixement direccional

Els dos morfògens estudiats, Dpp i Wg, promouen el creixement de l'ala de la mosca, però ho fan per dues vies independents i no intercanviables. Dpp promou de manera única i exclusiva el creixement al llarg de l'eix anteroposterior, mentre que Wg afavoreix l'activitat proliferativa al llarg de l'eix proximodistal. El treball realitzat per Barrio i Milán demostra que la capacitat d'aquests morfògens de promoure creixement en dues direccions diferents és deguda a la seva expressió restringida a dues franges perpendiculars i a la necessitat de la presència de tots dos per a que el teixit creixi. D'aquesta manera, queda desvelat el mecanisme pel qual les proporcions d'un òrgan es poden regular per l'activitat de dos morfògens.
 
Aquesta investigació ha estat finançada pel Ministeri espanyol de Ciència i Innovació, a través de l’ajut associat a la distinció “Centros de Excelencia Severo Ochoa”, el programa "Una manera de fer Europa" del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) i el programa CERCA del Govern de Catalunya.

 

Article de referència:
Lara Barrio & Marco Milán
Regulation of Anisotropic Tissue Growth by Two Orthogonal Signaling Centers
Developmental Cell (2020) DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.01.017