Como un collar de perlas la columna está formada por una serie de vértebras similares. Un llamado reloj de segmentación crea esta disposición repetitiva en los embriones en desarrollo:cada vez que el reloj marca, comienza a formarse una vértebra.
En un artículo publicado el 21 de septiembre en Celda , El profesor de genética de la Escuela de Medicina de Harvard, Olivier Pourquié, cuyo laboratorio descubrió el reloj de segmentación hace 20 años, y sus colegas informan que utilizaron células de ratón para reconstituir una versión estable de este mecanismo por primera vez en una placa de Petri. lo que lleva a varios descubrimientos nuevos sobre dónde se encuentra el reloj, qué lo hace funcionar y cómo se forma la columna vertebral.
Los conocimientos del equipo no solo iluminan el desarrollo normal de los vertebrados, sino que también podrían conducir a una mejor comprensión de los defectos de la columna vertebral humana, como la escoliosis. dijo Pourquié, quien también es profesor de patología Frank Burr Mallory de la Escuela de Medicina de Harvard en el Hospital Brigham and Women's y miembro principal de la facultad del Instituto de Células Madre de Harvard.
Los investigadores encontraron que el reloj de segmentación permanece inactivo en las células embrionarias individuales que dan lugar a las vértebras, luego hace clic en todos a la vez, colectivamente, cuando las células alcanzan una masa crítica.
Los investigadores descubrieron además que el reloj está controlado por dos señales, Notch y Yap, que son enviados y recibidos por estas células.
Por sí mismo, ellos encontraron, Notch pone en marcha el reloj activando oscilaciones celulares que liberan instrucciones para construir estructuras que finalmente se convertirán en vértebras. Pero Notch no es la única señal en la ciudad.
Resulta que la charla Yap de las células determina la cantidad de Notch necesaria para activar el reloj de segmentación. Si Yap es muy bajo, entonces el reloj funciona solo. Si los niveles de Yap son "medios, "dijo Pourquié, entonces se necesita Notch para poner en marcha el reloj. Y si los niveles de Yap son altos, incluso una gran cantidad de Notch no convencerá al reloj para que marque. Los científicos llaman a esto un umbral de excitabilidad.
"Si estimula un poco el sistema, no pasa nada. Pero si lo estimula un poco más y cruza el umbral, entonces el sistema tiene una respuesta muy fuerte, "explicó Pourquié.
Los investigadores teorizan que el reloj de segmentación funciona como otros sistemas biológicos excitables que requieren que se cumplan ciertos umbrales antes de desencadenar una acción. como el disparo de neuronas y las ondas de calcio que viajan a través de las células del corazón.
"Probablemente hay similitudes en los circuitos subyacentes, "Dijo Pourquié.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que podían detener y reiniciar el reloj de segmentación de varias formas:físicamente, separando y volviendo a agregar las células, y químicamente, con un fármaco bloqueador de Yap.
"Durante muchos años, hemos estado tratando de comprender el mecanismo de relojería subyacente a estas oscilaciones, ", dijo Pourquié." Ahora tenemos un gran marco teórico para entender qué los genera y ayudarnos a hacer y probar más hipótesis ".
