La disposición de los blastómeros quirales dicta el camino de asimetría izquierda-derecha del cigoto en los caracoles

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo Biología del desarrollo.
• Genética La genética.
• Biología celular Biología celular.

Sus antecedentes:

• La asimetría izquierda-derecha es una característica fundamental de la mayoría de los animales, sin embargo, sus primeros mecanismos de desarrollo siguen siendo poco conocidos.
• Gastrópodos como Lymnaea stagnalis exhiben una quiralidad hereditaria (sinistral / dextral) determinada por factores maternos, con los genes y mecanismos subyacentes no identificados.

Objetivo del estudio:

• Identificar la etapa crítica del desarrollo y los eventos celulares que determinan la asimetría izquierda-derecha en Lymnaea stagnalis.
• Investigar la relación entre la quiralidad embrionaria temprana y las vías de señalización aguas abajo, específicamente la vía nodal.

Principales métodos:

• Micromanipulación mecánica de la disposición de los blastómeros en la tercera división (estadio de cuatro a ocho células) en embriones de Lymnaea stagnalis.
• Observación de la manualidad embrionaria y el posterior desarrollo de caracoles manipulados.
• Análisis de los patrones de expresión de la vía de señalización nodal en embriones manipulados.
• Análisis de vínculo genético utilizando animales congénitos cruzados.

Principales resultados:

• La disposición quiral de los blastómeros en la etapa de ocho células, no en etapas anteriores, determina la asimetría izquierda-derecha.
• La micromanipulación de la quiralidad de la tercera hendidura invirtió la manualidad embrionaria, produciendo caracoles viables con quiralidad inversa.
• La manipulación alteró los patrones de expresión nodal embrionaria, lo que indica que la disposición de los blastómeros actúa aguas arriba de esta vía.
• Se encontró una fuerte vinculación genética entre los genes que determinan la mano y la dinámica quiral del citoesqueleto en la tercera hendidura.

Conclusiones:

• La disposición de los blastómeros determinada por la madre en la etapa de ocho células es crucial para dictar las vías de señalización cigótica y el patrón izquierdo-derecho del organismo (quiromorfogénesis).
• Estos hallazgos establecen un vínculo mecánico entre la quiralidad celular temprana y la vía nodal en el establecimiento de la asimetría.
• Mecanismos similares de configuración de blastómeros quirales pueden conservarse en el patrón izquierda-derecha de otros organismos, incluidos los vertebrados.