Vés enrere

Descobreixen l'origen evolutiu d'un mecanisme clau en el desenvolupament embrionari del cervell

Descobreixen l'origen evolutiu d'un mecanisme clau en el desenvolupament embrionari del cervell

Un nou estudi revela l'origen evolutiu del sistema que manté segregats els progenitors de les neurones durant el desenvolupament del sistema nerviós central en un grup de peixos. El treball, publicat a PNAS, ha estat coliderat per Cristina Pujades, investigadora de la Universitat Pompeu Fabra, i Juan Ramon Martínez, investigador del Centre Andalús de Biologia del Desenvolupament.

03.04.2018

L'evolució de la complexitat dels organismes i la diversitat d'espècies depèn de l'aparició de noves funcions dels gens. No obstant això, l'evolució rarament produeix novetats funcionals del no-res, sinó que reutilitza activitats ja existents. Un estudi coliderat pel Grup de Recerca en Biologia del Desenvolupament de la UPF, i el Centre Andalús de Biologia del Desenvolupament (CABD-CSIC), demostra la primera evidència de com el reordenament d'elements reguladors gènics conservats permet generar nous mecanismes del desenvolupament basats en adaptacions ecològiques.

Barreres mecàniques d’actomiosina

En els vertebrats el Sistema Nerviós Central es forma a partir d'una estructura embrionària que es divideix en tres vesícules cerebrals i la medul·la espinal. El rombencèfal és la vesícula cerebral més posterior, que s’encarrega de funcions tan importants com la respiració o el control del ritme cardíac. Durant el desenvolupament embrionari el rombencèfal es divideix en set segments anomenats rombòmers, on es generen progenitors neuronals que donaran lloc a neurones amb funcions específiques. 

“En un estudi previ vam demostrar que existien cables d’actomiosina a les fronteres entre rombòmers que actuen com a barreres mecàniques permetent així que els diferents llinatges neuronals es mantinguin segregats”, comenta Cristina Pujades, investigadora principal al Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (DCEXS) de la UPF i coautora de la recerca.

Origen evolutiu 

En aquest nou estudi, publicat a la revista PNAS, han descobert l'origen evolutiu d'aquest sistema de segregació cel·lular. “Hem descobert que l'aparició, fa més de 200 milions d'anys, d'una reordenació cromosòmica en una gran família de peixos d'aigua dolça va resultar en la reutilització d'un grup de gens (rac3b/rfng/sgca) per a aquest sistema de segmentació del rombencèfal”, expliquen Pujades i Martínez-Morales.

Van combinar estudis biològics funcionals amb anàlisis de genòmica funcional i edició genòmica en peixos zebra per demostrar que els gens en cluster rac3b/rfng/sgca s'expressen específicament a les fronteres rombomèriques gràcies a l'establiment de noves interaccions d'elements reguladors mitjançant un reordenament cromosòmic. 

“Les nostres dades suggereixen que el desenvolupament embrionari accelerat que s'observa en aquest grup de peixos —els embrions del peix zebra fan eclosió en tan sols 48 hores— pot haver impulsat l'aparició de nous programes genètics al rombencèfal, i això demostra la importància de l'organització cromosòmica per al desenvolupament de funcions biològiques especifiques”, conclouen els investigadors Javier Terriente, Ivan Belzunce i Adria Voltes, del grup de Cristina Pujades.

En aquest estudi també han participat científics de l'Institut de Neurociènciess de Paris-Saclay i de la Universitat Pablo de Olavide.

Article de referència:

Letelier, J, Terriente, J, Belzunce, I, Voltes, A, Undurraga, C, Polvillo, R, Devos, L, Tena, J, Maeso, I, Retaux, S, Gomez-Skarmeta, JL, Martinez-Morales, JR, Pujades, C. The evolutionary emergence of the rac3b/rfng/sgca regulatory cluster refined mechanisms for hindbrain boundaries formation. PNAS, March 2018.

Categories: