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Las rutas moleculares en la diferenciación celular

La regulación génica cobra especial importancia en la diferenciación celular y el control de rutas moleculares de un organismo vivo. Unos científicos financiados por la Unión Europea investigaron cómo los sistemas vivos, tanto organismos completos como rutas reguladoras, logran funcionar de forma tan precisa.
Las rutas moleculares en la diferenciación celular
El equipo del proyecto REGULATING FLIES (Physical principles of molecular signal integration in early fly development) abordó la cuestión clave de la regulación de las vías moleculares en la diferenciación celular. Se diseñó una técnica para investigar la dinámica de la transcripción en fases tempranas del desarrollo de la mosca del vinagre.

En el desarrollo de este organismo modelo, las proteínas activan secuencialmente a genes cuya expresión dispone la base de los segmentos del organismo del insecto. Los genes codifican las proteínas y estas tienen una función determinada. El reto consistió en describir el control de la activación de los genes para que este proceso tenga lugar en el momento y lugar precisos durante el desarrollo a fin de producir un organismo adulto funcional.

Los estudios previos mostraron que en la naturaleza no funcionan todas las rutas moleculares posibles. Por lo tanto, algunas de estas vías serían más adecuadas para actividades concretas como la reducción del ruido, el procesamiento de información o la variación fenotípica en una determinada población. En REGULATING FLIES se analizaron estas teorías y se crearon herramientas genéticas para obtener medidas detalladas de los embriones de mosca.

También se analizaron los datos del proceso de transcripción de la mosca del vinagre. Tras un periodo inicial de inactivación después de la división celular (mitosis), tiene lugar la transcripción en ráfagas del locus hunchback con estados claros de mayor y menor actividad.

También se identificaron distintivos débiles de memoria del estado transcripcional entre ciclos celulares posteriores. Mediante un sistema muy ruidoso en el desarrollo de la mosca, se identificó por primera vez una memoria transcripcional marcada en el desarrollo. Además, se estudió el papel de las proteínas con homeodominio en la unión de factores de transcripción (como bicoid) a lugares de regulación en el ADN. Bicoid especifica qué extremo del huevo se convertirá en la cabeza del insecto.

En REGULATING FLIES se llevaron a cabo validaciones experimentales de redes moleculares en la mosca del vinagre. Genetistas y biofísicos trabajaron juntos para describir la expresión espacio-temporal coordinada de los genes durante el desarrollo y cuantificaron sus interacciones. En última instancia, esta información se empleará para determinar los principios físicos generales implicados en estas interacciones complejas.

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Palabras clave

Diferenciación, REGULATING FLIES, transcripción, hunchback, proteína con homeodominio
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