Un estudio muestra cómo las moléculas del cerebro trabajan en conjunto para crear maravillas arquitectónicas



En un estudio publicado en Cell Reports, investigadores de la Universidad de Kanazawa identifican vías en el cerebro que permiten que las neuronas se ensamblen en unidades funcionales que se asemejan a columnas altas.

Las células del cerebro a menudo se agrupan y crecen juntas creando columnas tridimensionales. Si bien se establece este patrón de neuronas en forma de pilar, el mecanismo exacto detrás de su formación aún es difícil de alcanzar. El equipo de Makoto Sato en la Universidad de Kanazawa ha estado estudiando de cerca este fenómeno. Sus hallazgos recientes explican cómo las moléculas en el cerebro trabajan en conjunto para crear las maravillas arquitectónicas que son las columnas.

Los investigadores basan gran parte de su trabajo en la Drosophila (mosca de la fruta) debido a las similitudes genéticas del organismo con los humanos. En este estudio, se centraron en el centro visual del cerebro de la mosca en una región conocida como médula. Esta región se asemeja a la corteza cerebral humana, la sede principal del razonamiento. Se fotografiaron columnas en desarrollo en la médula en tiempo real para encontrar que una proteína conocida como Fmi era abundante en las etapas de crecimiento de la mosca y desapareció poco después.

Fmi también participa en un proceso conocido como polaridad celular plana (PCP) que impulsa la orientación espacial de una celda en un espacio bidimensional. Por lo tanto, se supuso que el PCP también estaba en juego en el desarrollo de columnas. De hecho, la desactivación de los componentes de PCP dio como resultado una formación de columna deteriorada. Además, se descubrió que un nuevo candidato, Fz2, trabajaba en estrecha colaboración con los componentes individuales de PCP.

Fz2 está vinculado a una vía celular llamada señalización Wnt. Una inspección minuciosa de la médula reveló que los reguladores principales de la vía Wnt, DWnt4 y DWnt10, estaban operativos en las cercanías. Cuando también se desactivaron DWnt4 y DWnt10, se produjo una interrupción de la estructura de la columna en las regiones vecinas. La construcción de columnas fue controlada por una compleja cadena de arquitectos.

Makoto Sato y sus compañeros de trabajo han revelado previamente tres tipos de neuronas, R7, R8 y Mi1, que componen las columnas. Por lo tanto, investigaron el papel de Wnt / PCP en estas neuronas. La desactivación de la PCP provocó que las neuronas Mi1 y R8 cambiaran de dirección, lo que confirma que la orientación estaba controlada por esta vía. Por otro lado, cuando se desactivó la señalización de Wnt, las neuronas Mi1 también mostraron deterioro estructural. Wnt / PCP fue, por lo tanto, fundamental para el desarrollo espacial y estructural adecuado de las columnas.

Este estudio revela la naturaleza entrelazada de los mecanismos que impulsan el desarrollo del cerebro. “[We] muestran que los ligandos Wnt regulan globalmente la orientación neuronal y la disposición de la columna a través de la señalización de polaridad celular Fz2 / planar en un espacio tridimensional en el cerebro “, resumen los investigadores. Estos procesos son clave para monitorear el crecimiento saludable y rastrear los trastornos en el cerebro en desarrollo.

Índice del Contenido

Antecedentes:

Polaridad celular plana (PCP): la polaridad celular es un fenómeno que permite diferencias espaciales en forma y tamaño dentro de las células. Así, las células pueden aparecer alargadas en un extremo y ovaladas en el otro (como se ve en la imagen clásica de una neurona). Esta polaridad se produce en un espacio bidimensional y permite a las células realizar múltiples funciones simultáneamente. Por tanto, una neurona puede atravesar distancias en un extremo mientras que el otro extremo sostiene los procesos vitales esenciales. Dado que el PCP es un proceso complejo, múltiples moléculas forman parte de su cadena. Hasta ahora, el papel de la PCP en la regulación de la orientación espacial tridimensional dentro de las neuronas era difícil de alcanzar. Este estudio aclara cómo funciona la señalización Wnt junto con la PCP para lograrlo.

Fuente:

Referencia de la revista:

Han, X., et al. (2020) DWnt4 y DWnt10 regulan la morfogénesis y la disposición de las unidades columnares a través de la señalización Fz2 / PCP en el cerebro de Drosophila. Informes de celda. doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108305.

.



Source link