Expertos del IRB Barcelona han clarificado las funciones de los genes directores del desarrollo en el ala de la mosca del vinagre: Drosophila melanogaster. La comprensión de cómo se desarrollan las extremidades de esta mosca abre vías para investigar malformaciones congénitas en vertebrados y malformaciones congénitas en humanos.
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 el crecimiento,” explica Lara Barrio, primera autora del ttrabajo.
En este estudio, 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 morfógenoshan 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.
Mecanismo alternativo
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.
Referencia bibliográfica:
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
