Los científicos de la Universidad de Tohoku, por primera vez, han proporcionado evidencia experimental de que la adherencia celular les ayuda a mantenerse clasificadas en los compartimentos correctos durante el desarrollo. La fuerza con la que se agrupan las células, lo que se conoce como adhesión celular, parece ser posible gracias a una proteína más conocida por su función en el sistema inmunológico. Los hallazgos se detallaron en la revista Nature Communications.
Los científicos han observado durante mucho tiempo que las células aún no especializadas se mueven de una manera que garantiza que los grupos de células destinados a un tejido específico permanezcan juntos. En 1964, el biólogo estadounidense Malcolm Steinberg propuso que las células con adhesividad similar se muevan para entrar en contacto entre sí para minimizar el uso de energía, produciendo una estructura termodinámicamente estable. Esto se conoce como hipótesis de adhesión diferencial.
“Muchos otros trabajos teóricos han enfatizado la importancia de las diferencias en la adhesión de célula a célula para separar poblaciones de células y mantener los límites entre ellas, pero esto aún no se había demostrado en tejidos epiteliales de animales vivos”, dice Erina Kuranaga del Laboratorio de la Universidad de Tohoku. para Histogenetic Dynamics, quien dirigió las investigaciones. “Nuestro estudio mostró, por primera vez, que la clasificación celular está regulada por cambios en la adhesión”.
Kuranaga y su equipo llevaron a cabo experimentos en pupas de moscas de la fruta y descubrieron que un gen, llamado Toll-1, desempeñaba un papel importante en este proceso de adhesión.
A medida que las moscas de la fruta se desarrollan desde la etapa larvaria inmadura hasta la etapa adulta madura, las células formadoras de tejido epitelial, llamadas histoblastos, se agrupan en varios “nidos” en el abdomen. Cada nido contiene un compartimento anterior y otro posterior. Los histoblastos están destinados a reemplazar las células larvarias para formar la epidermis adulta, la capa más externa que cubre a las moscas. Las células de cada compartimento forman poblaciones de células discretas, por lo que deben permanecer juntas, formando un límite distinto entre ellas.
Utilizando etiquetas fluorescentes, Kuranaga y su equipo observaron que la proteína Toll-1 se expresa principalmente en el compartimento posterior. Su fluorescencia también mostró un límite nítido entre los dos compartimentos.
Investigaciones posteriores mostraron que Toll-1 realiza la función de una molécula de adhesión, lo que alienta a células similares a unirse. Este proceso mantiene recto el límite entre los dos compartimentos, corrigiendo las distorsiones que surgen a medida que las células se dividen para aumentar el número.
Curiosamente, las proteínas Toll son más conocidas por reconocer patógenos invasores, y se sabe poco sobre su trabajo más allá del sistema inmunológico.
Nuestro trabajo mejora la comprensión de las funciones no inmunes de las proteínas Toll “.
Erina Kuranaga, Laboratorio de Dinámica Histogenética de la Universidad de Tohoku
Ella y su equipo planean a continuación estudiar la función de otros genes Toll en las células epiteliales de la mosca de la fruta.
Fuente:
Referencia de la revista:
Iijima, N. y col. (2020) La adhesión celular diferencial implementada por Drosophila Toll corrige las distorsiones locales del límite del compartimento anterior-posterior. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-20118-y.
