Un roedor con dos extremidades adicionales en lugar de genitales muestra el papel crucial de una vía genética en la determinación del destino de una estructura primordial. La investigación sobre este roedor modificado genéticamente, que se publicó el 20 de marzo en Nature Communications, ha revelado una forma en que los cambios en la estructura tridimensional del ADN pueden afectar al desarrollo de los embriones.
El biólogo del desarrollo Moisés Mallo, del Instituto de Ciencias Gulbenkian en Oeiras, Portugal, y sus colegas estaban estudiando una de las proteínas receptoras, Tgfbr1, en una vía de señalización que está involucrada en muchos aspectos del desarrollo embrionario. Los científicos inactivaron el gen Tgfbr1 en embriones de ratón aproximadamente a la mitad del desarrollo para ver cómo el cambio afectaba el desarrollo de la médula espinal.
Entonces, la estudiante de posgrado de Mallo, Anastasiia Lozovska, fue a su oficina para decirle que había descubierto que uno de los embriones de bioingeniería tenía genitales que se parecían a dos extremidades traseras adicionales.
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que, en la mayoría de los animales de cuatro extremidades, tanto los genitales externos (pene o clítoris) como las extremidades traseras se desarrollan a partir de las mismas estructuras primordiales. Cuando el equipo de Mallo investigó más a fondo el fenómeno del ratón de seis patas, descubrieron que Tgfbr1 dirige estas estructuras para que se conviertan en genitales o extremidades alterando la forma en que el ADN se pliega en las células. La desactivación de la proteína cambió la actividad de otros genes, lo que resultó en extremidades adicionales y sin verdaderos genitales externos.
Los investigadores esperan determinar si Tgfbr1 y sus parientes afectan la estructura del ADN en otros sistemas, como el cáncer metastásico, y en la función inmune. También están examinando si el mismo mecanismo subyace al desarrollo del hemipene reptiliano, un pene doble que, en las serpientes, se forma a partir de órganos primordiales en lugar de patas.
Un embrión de ratón típico (izquierda) tiene cuatro extremidades. Un embrión en el que un gen en particular se desactivó a mitad del desarrollo tiene seis extremidades, y varios de sus órganos internos sobresalen de su abdomen. Credit: Anastasiia Lozovska et al/Nat. Comms.
Sara Reardon. Nature, doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00943-7
Lozovska, A. et al. Nature Commun. https://doi.org/10.1038/s41467-024-46870-z (2024).