Desarrollo y Morfogénesis en Dictyostelium discoideum

En la toma de decisión de destino celular y su mantenimiento. La toma de decisión de destino celular en D. discoideumno esta dirigida por la concentración de morfógenos, donde las células se comprometen con un destino celular concreto en función del sitio donde están al sensar una concentración concreta de un morfógeno; sino que se realiza sin información posicional, es decir las adquieren un compromiso de destino celular y posteriormente migran a donde les corresponde dentro del organismo; este tipo de mecanismo de toma de decisión seguido de sorting celular, no es exclusivo de D. discoideumsino que participan en los programas de desarrollo de metazoos, como en la formación del epitelio retinal pigmentado donde las células que lo van a constituir se forman a nivel de las crestas neurales y deben migrar hasta el ojo en formación, o como ocurre con la migración de las células germinales primordiales. Las células de D. discoideum deben decidir tan solo entre dos linajes celulares, célula-tallo y espora; se conoce hace tiempo que la molécula DIF-1 es capaz de inducir in vitro la diferenciación a células tallo, siendo capaz de inducir la expresión de genes específicos de células-tallo e inhibiendo genes de pre-espora. La síntesis de DIF-1 es realizada por el linaje pre-espora y la degradación por el linaje pre-tallo. Lo que podría generar un circuito de control de la proporción de cada linaje (fig. 1)
DrcA, codifica para el primerpaso, que es el limitante de la degradación de DIF-1. En trabajos anteriores identificamos el gen DrcA, y mediante la producción y purificación de la proteína pudimos elucidar el mecanismo de acción de laenzima, así como las constantes enzimáticas y de afinidad por los substratos. En la actualidad estamos caracterizando el patrón de expresión y cuales son los elementos regulatorios que controlan su expresión, ¿qué subpoblación de células pre-tallo la expresan?¿cuándo
comienza su expresión?¿se induce durante los procesos de transdiferenciación?¿cómo es la inducción por substrato?. Para ello hacemos uso de reporteros como lacZ, GFP, mRFP… y de la construcción de cepas KOs, KINs, sobreproductoras.

2) Morfogénesis y dinámica celular en el epitelio de un no-metazoo.

Durante los programas de desarrollo multicelular, los epitelios constituyen la unidad básica de los procesos morfogenéticos; la biología del desarrollo podría resumirse como los mecanismos que usan los seres vivos para la construcción y posterior moldeado de epitelios; este moldeado, de acuerdo a un plan pre-establecido, consigue la estructuración de los epitelios dando lugar a la formación de órganos, sistemas y por último el organismo adulto. Los epitelios han sido concebidos siempre como una invención de los animales (metazoos), donde las células animales adquieren un ordenamiento de sus componentes definido (polarización apico-basal), y se conectan entre si con un tipo de uniones concretas (uniones estrechas, GAP, etc), lo que le define las propiedades del epitelio y le da robustez.
El correcto empaquetamiento de las células en los epitelios (o su alteración) es de suma importancia para que los programas de desarrollo lleguen a buen termino; hace un tiempo se describió que durante el desarrollo multicelular de D. discoideum, este organismo desarrolla una estructura reminiscente de los epitelios de metazoos. En el laboratorio estamos tratando de analizar la dinámica celular en esta estructura, de evaluar hasta que punto son comparables los epitelios de metazoos con los de D. discoideum, y de analizar que mecanismos regulan su formación y su desensamblaje. En ese sentido ayudados de técnicas de microscopía fluorescente estamos describiendo como es el empaquetamiento celular en esta estructura, donde hemos podido observar también que en el epitelio de D. discoideum también se producen la formación de transiciones apico-basales que sirve para acomodar las tensiones generadas por el plegamiento de epitelios.

En el laboratorio Ana Belén Benítez dos Santos como parte de su tesis de licenciatura ha iniciado el análisis y caracterización de esta estructura epitelial, en este link podrás encontrar un resumen de su tesis y algunos resultados.”