Protegir les cèl·lules de les seves veïnes

Secció de la part posterior d'un embrió de Drosophila amb cèl·lules somàtiques (vermell) i germinals (verd). A l'esq., la situació és correcta mentre que a la dta., les cèl·lules queden afectades quan no actua el mecanisme de protecció. Imatge: J Casanova
Secció de la part posterior d'un embrió de Drosophila amb cèl·lules somàtiques (vermell) i germinals (verd). A l'esq., la situació és correcta mentre que a la dta., les cèl·lules queden afectades quan no actua el mecanisme de protecció. Imatge: J Casanova

Un equip de l’IRB Barcelona descobreix el mecanisme que afavoreix la correcta separació entre les cèl·lules germinals -futurs òvuls i espermatozous-, de la resta de cèl·lules durant el desenvolupament embrionari.

Gairebé tots els organismes evolucionen a partir d'una única cèl·lula, un ou fertilitzat. En les primeres hores es pren una decisió que marcarà el desenvolupament. Es tracta de la separació de les cèl·lules que es convertiran en espermatozous i ovòcits, és a dir, en línia germinal, de totes les altres cèl·lules, que s'encarregaran de formar el cos –òrgans i teixits-, i que formen la línia somàtica. Investigadors de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) liderats per Jordi Casanova, professor de recerca del CSIC, han trobat el mecanisme que protegeix les cèl·lules somàtiques de veure's malmeses per un procés específic de les cèl·lules germinals. Si el mecanisme falla, els embrions moren. Aquesta troballa feta en la mosca de la fruita, Drosophila melanogaster, podria ser universal per a tots els organismes. La recerca es publica avui a l'edició digital avançada d'EMBO Reports.

En les primeres hores de vida d'un embrió, les cèl·lules de l'ou tenen una gran activitat de transcripció de gens per iniciar el desenvolupament de l'organisme; totes, menys les cèl·lules germinals que estan totalment reprimides. El seu DNA passarà de pares a fills i convé que estigui protegit de possibles mutacions en un moment de molta acció al seu voltant. El mecanisme de repressió -descrit anteriorment-, manté inactiu el genoma de les cèl·lules germinals, però la senyal també pot arribar fins les cèl·lules somàtiques veïnes. Els investigadors han descobert ara que les cèl·lules més pròximes a les germinals tenen un mecanisme de protecció que combat la senyal de silenci. Casanova posa en context l'estudi explicant que "és fonamental anar revelant tots els actors i mecanismes moleculars que intervenen en la repressió i activació dels genomes de les distintes espècies en moments diferents del desenvolupament perquè el mal funcionament d'aquests mecanismes està en la base de moltes malalties, com per exemple, en certs tipus de càncer."

De la mosca als humans

El mecanisme de protecció s'ha descobert en Drosophila melanogaster, un model animal molt utilitzat en desenvolupament cel·lular embrionari per descobrir gens i mecanismes moleculars universals. "Gairebé tots els processos que es descriuen en Drosophila tenen una correspondència en altres organismes. Com que la repressió de la transcripció és una característica general de cèl·lules germinals en tots els organismes on s'ha estudiat, proposem
que el mecanisme antagonista que protegeix també és universal", diu Casanova.

És precisament en la Drosophila que es va descriure en els anys 60 un fenotip denominat de "pole hole" (forat en el pol). Els embrions d'aquestes mosques, que no prosperaven, mostraven
una cavitat en un dels pols de l'ou, on hi faltaven cèl·lules. "S'intuïa que era un problema relacionat amb la línia germinal però no se'n sabia exactament la causa. Ara sabem que en absència del mecanisme de protecció, les cèl·lules somàtiques sota la influència de les cèl·lules germinals, no poden transcriure bé i moren", explica Casanova.

El treball ha comptat amb la col·laboració dels grups de Ruth Lehmann i Rui Gonçalo Martinho
de la New York University School of Medicine i de l'Instituto Gulbenkian de Ciência, de Portugal, respectivament.

Article de referència
A functional antagonism between the pgc germline repressor and torso in the development of somatic cells.
José Manuel de las Heras, Rui Gonçalo Martinho, Ruth Lehmann and Jordi Casanova.
EMBO Reports (2009) doi:10.1038/embor.2009.128