La mosca Drosophila revela nuevas claves en el crecimiento de extremidades

En la parte superior e inferior de la imagen, se aprecia cómo el gradiente del morfógeno Dpp tiene un impacto en la organización de la estructura del ala de Drosophila melanogaster. En el centro, sin el morfógeno Dpp el ala no crece. Imagen: Lara Barrio.
En la parte superior e inferior de la imagen, se aprecia cómo el gradiente del morfógeno Dpp tiene un impacto en la organización de la estructura del ala de Drosophila melanogaster. En el centro, sin el morfógeno Dpp el ala no crece. Imagen: Lara Barrio.

Expertos del IRB Barcelona clarifican las funciones de los genes directores del desarrollo, morfógenos, en el ala de la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster.

Publicado en la revista eLife, este estudio revela que el gen Dpp es necesario para que crezca el ala pero no instruye el crecimiento.

Comprender cómo se desarrolla las extremidades de la mosca Drosophila abre vías para investigar malformaciones congénitas en vertebrados.

Investigadores del Laboratorio de Desarrollo y Control de Crecimiento del IRB Barcelona revelan una doble función del gen Dpp (BMP en humanos) en la organización de la estructura y el crecimiento de las alas de la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. Las conclusiones de este estudio, publicado en la revista eLife, demuestran que Dpp es necesario para que el tejido crezca pero que “los niveles o gradientes de concentración de Dpp no controlan dicho crecimiento”, explica Marco Milán, profesor de investigación ICREA y líder del estudio. Este y otros dos trabajos publicados simultáneamente en la revista eLife clarifican un intenso debate científico sobre las funciones de Dpp y otros morfógenos en desarrollo.

Los morfógenos son moléculas que se distribuyen a lo largo de los tejidos en forma de gradientes de concentración y envían señales de unas células a otras. “En el ala de Drosophila melanogaster hay varios morfógenos, como Dpp (BMP en humanos) o Wingless (Wnt en humanos), que tienen un impacto en crecimiento,” explica Lara Barrio, primera autora del estudio e investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Desarrollo y Control de Crecimiento del IRB Barcelona. En este trabajo, los científicos han estudiado en profundidad cómo Dpp controla el crecimiento y analizado cómo se comportan las células cuando manipulan los niveles de Dpp.  

El papel del gradiente de concentración de Dpp en la regulación del tamaño del tejido es un tema de intenso debate entre los científicos. Los morfógenos han sido considerados como los responsables de este proceso pero ahora, a partir de la utilización de distintas técnicas, las tres investigaciones concluyen que los morfógenos son necesarios para el crecimiento pero sus gradientes no lo instruyen de forma directa.

 “Lo que sabemos es que el gradiente de este morfógeno en particular tiene un impacto en la organización de la estructura o identidad del tejido, pero los distintos niveles de concentración no tienen ningún impacto en crecimiento. Es decir, crecer o no crecer depende de que haya o no haya Dpp pero los gradientes no influyen en crecimiento”, explica Marco Milán.

Entonces, ¿quién controla el tamaño de la estructura final de toda el ala de Drosophila?. “La respuesta es que estos morfógenos no lo hacen. Tiene que haber otro mecanismo alternativo que no entendemos todavía, y el ala de la mosca es un buen modelo para resolver esta cuestión”, destaca Marco Milán.

Esta investigación coincide con el conocimiento acerca del morfógeno Sonic hedgehog en las extremidades de vertebrados, cuyo gradiente tiene un impacto en otorgar identidad (por ejemplo, que los dedos de una mano sean distintos entre ellos) pero tampoco controla el crecimiento. Por ello, comprender cómo se forman y desarrollan las estructuras en Drosophila abre vías para investigar el desarrollo en vertebrados y malformaciones congénitas en humanos.

Este estudio ha recibido el apoyo del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO), FEDER “Una manera de hacer Europa” y el Programa CERCA de la Generalitat de Catalunya.

Artículo de referencia:

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

(Escrito porLlúcia Ribot)

 

Más información sobre el uso de Drosophila melanogaster en el vídeo "Meet Our Scientists", "Our relative the fly" ( "Nuestra hermana, la mosca"):

 

Sobre el IRB Barcelona
Creado en 2005 por la Generalitat de Catalunya y la Universidad de Barcelona, el IRB Barcelona es Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011. El objetivo del IRB Barcelona es hacer investigación de excelencia en biomedicina y mejorar la calidad de vida de las personas y, en paralelo, potenciar la formación de talento, la transferencia tecnológica y la comunicación social de la ciencia. Los 25 laboratorios y siete plataformas tecnológicas trabajan para responder a preguntas básicas en biología y orientadas a enfermedades como el cáncer, la metástasis, el Alzheimer, la diabetes y enfermedades raras. Es un centro internacional que acoge alrededor de 400 trabajadores de 32 nacionalidades. Está ubicado en el Parque Científico de Barcelona. El IRB Barcelona forma parte del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) y la red de Centros de Investigación de Catalunya (CERCA).