La mosca Drosophila revela noves claus sobre el creixement d'extremitats

A la part superior i inferior de la imatge, s'aprecia com el gradient del morfogen Dpp té un impacte en l'organització de l'estructura de l'ala de Drosophila melanogaster. Al centre, sense el morfógeno Dpp l'ala no creix. Imatge: Lara Barrio.
A la part superior i inferior de la imatge, s'aprecia com el gradient del morfogen Dpp té un impacte en l'organització de l'estructura de l'ala de Drosophila melanogaster. Al centre, sense el morfógeno Dpp l'ala no creix. Imatge: Lara Barrio.

Experts de l'IRB Barcelona clarifiquen les funcions dels gens directors del desenvolupament, morfògens, en l'ala de la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster.

Publicat a la revista elife, aquest estudi revela que el gen Dpp és necessari per a què creixi l'ala però no instrueix el creixement.

Comprendre com es desenvolupen les extremitats de la mosca Drosophila obre vies per investigar malformacions congènites en vertebrats.

Investigadors del Laboratori de Desenvolupament i Control de Creixement de l'IRB Barcelona revelen una doble funció del gen Dpp (BMP en humans) en l'organització de l'estructura i el creixement de les ales de la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. Les conclusions d'aquest estudi, publicat a la revista elife, demostren que Dpp és necessari per a què el teixit creixi però que els nivells o gradients de concentració de Dpp no ​​controlen aquest creixement. "El nostre treball certifica que els nivells de Dpp no ​​tenen cap impacte en el creixement de l'ala", explica Marco Milán, professor d'investigació ICREA i líder de l'estudi. Aquest i altres dos treballs publicats simultàniament a la revista elife clarifiquen un intens debat científic sobre les funcions de Dpp i altres morfògens en desenvolupament.

Els morfògens són molècules que es distribueixen al llarg dels teixits en forma de gradients de concentració i envien senyals d'unes cèl·lules a altres. "A l'ala de Drosphila melanogaster hi ha diversos morfògens com Dpp (BMP en humans) o Wingless (Wnt en humans), que tenen un impacte en creixement", explica Lara Barrio, primera autora de l'estudi i investigadora postdoctoral al Laboratori de Desenvolupament i Control de Creixement de l'IRB Barcelona. En aquest treball, els científics han estudiat en profunditat com Dpp controla el creixement i analitzat com es comporten les cèl·lules quan manipulen els nivells de Dpp.

El paper del gradient de concentració de Dpp en la regulació de la mida del teixit és un tema d'intens debat entre els científics. Els morfògens han estat considerats com els responsables d'aquest procés però ara, a partir de la utilització de diferents tècniques, les tres investigacions conclouen que els morfògens són necessaris per al creixement però els seus gradients no l’instrueixen de forma directa.

 "El que sabem és que el gradient d'aquest morfogen en particular té un impacte en l'organització de l'estructura o identitat del teixit, però els diferents nivells de concentració no tenen cap impacte en creixement. És a dir, créixer o no créixer depèn del fet que hi hagi o no hi hagi Dpp, però els gradients no influeixen en creixement", explica Marco Milán.

Llavors, qui controla la mida de l'estructura final de tota l'ala de Drosophila?. "La resposta és que aquests morfògens no ho fan. Hi ha d'haver un altre mecanisme alternatiu que no entenem encara, i l'ala de la mosca és un bon model per a resoldre aquesta qüestió", destaca Marco Milán.

Aquesta investigació coincideix amb el coneixement sobre el morfogen Sonic hedgehog en les extremitats de vertebrats, el gradient del qual té un impacte en atorgar identitat (per exemple, que els dits d'una mà siguin diferents entre ells) però tampoc controla el creixement. Per això, comprendre com es formen i desenvolupen les estructures en Drosophila obre vies per investigar el desenvolupament en vertebrats i malformacions congènites en humans.

Aquest estudi ha rebut el suport del Ministeri d'Economia, Indústria i Competitivitat (MINECO), FEDER "Una manera de fer Europa" i el Programa CERCA de la Generalitat de Catalunya.

Article de referència:

Lara Barrio and Marco Milán

Boundary Dpp promotes growth of medial and lateral regions of the Drosophila wing

eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.22013

(Escrit per: Llúcia Ribot)

 

Més informació sobre l'ús de Drosophila melanogaster al vídeo “Meet Our Scientists”, “Our relative the fly” (“La nostra germana, la mosca"):

 

Sobre l’IRB Barcelona
Creat el 2005 per la Generalitat de Catalunya i la Universitat de Barcelona, l'IRB Barcelona és Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011. L’objectiu de l’IRB Barcelona és fer recerca d'excel·lència en biomedicina i millorar la qualitat de vida de les persones i, en paral·lel, potenciar la formació de talent, la transferència tecnològica i la comunicació social de la ciència. Els 25 laboratoris i set plataformes tecnològiques treballen per respondre a preguntes bàsiques en biologia i orientades a malalties com ara el càncer, la metàstasi, l’Alzheimer, la diabetis i malalties rares. És un centre internacional que acull al voltants de 400 treballadors de 32 nacionalitats. Està ubicat en el Parc Científic de Barcelona. L’IRB Barcelona forma part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i la xarxa de Centres de Recerca de Catalunya (CERCA).