Información

¿Permanecen con nosotros las células primitivas de la racha?

¿Permanecen con nosotros las células primitivas de la racha?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

¿Existe alguna evidencia o experimentos que demuestren que las células de la línea primitiva en humanos permanecen en nosotros en una cantidad muy baja? Por ejemplo, he leído sobre teratomas https://www.healthline.com/health/teratoma#causes

¿Es posible que estas células todavía estén dentro de todos nosotros en nuestros huesos de la cola y no causen problemas a la mayoría? ¿Todavía tenemos estas 'células primitivas en líneas' en otras áreas de nuestro cuerpo que no causan problemas?

Además, ¿dónde termina la racha primitiva en el cuerpo humano? ¿Se queda una pequeña parte con nosotros en un lugar diminuto en algún lugar?


En un laboratorio que traspasa los límites de la biología, un ético integrado mantiene a los científicos bajo control

Los jóvenes científicos tenían una pregunta. Trabajaban con embriones de ratón de los que se habían disuelto químicamente todas las células vivas.

Hasta ahora todo va bien, pensó la bioética, mientras escuchaba la presentación en una reunión del laboratorio de la Escuela de Medicina de Harvard.

Los científicos estaban sembrando los andamios de los ratones con células madre humanas. Se esperaba que esas células se convirtieran en células de hígado humano y tal vez en un mini hígado humano y células de riñón humano y quizás en mini riñones humanos y células de corazón y cerebro humanos y ...

Jeantine Lunshof insiste en que ella no es la "policía de ética". Lo dice en la puerta de su oficina del tamaño de un armario en Harvard. No encuentra razones para cerrar los experimentos de forma reflexiva. Ella no fisgonea en busca de desviaciones de las pautas éticas. Pero cuando los científicos discuten su investigación en las reuniones de laboratorio dos veces por semana a las que ella asiste, "diré, hmm, eso plantea algunas buenas preguntas", dijo Lunshof.

No faltan "buenas preguntas" para Lunshof, quien durante los últimos tres años ha estado incrustado en el laboratorio de biología sintética de George Church, el visionario cuyos proyectos incluyen intentar resucitar al mamut lanudo y "escribir" un genoma humano a partir de rasguño. Church también es famoso por argumentar que es éticamente aceptable editar los genomas de embriones humanos si hacerlo aliviará el sufrimiento de manera segura, y por alentar a las personas a hacer pública su secuencia completa del genoma, al diablo con la privacidad.

En el laboratorio de la Iglesia, Lunshof le dijo a STAT, "tienes conversaciones increíblemente interesantes".


Orígenes del epiblasto y la racha primitiva del endodermo en el embrión de pollo gastrulante

La gastrulación se caracteriza por los extensos movimientos de las células. El mapeo del destino se utiliza para seguir los movimientos celulares a medida que ocurren a lo largo del tiempo, y se han construido mapas de destino prospectivos para varias etapas de los organismos modelo utilizados en los estudios modernos de biología del desarrollo. En embriones de pollo, se han elaborado mapas de destino detallados para las posibles células mesodérmicas y ectodérmicas. Sin embargo, el origen y el desplazamiento de las posibles células endodérmicas durante los períodos cruciales de la gastrulación siguen sin estar claros. Este estudio tenía tres objetivos. Primero, determinamos el origen de la racha primitiva del endodermo utilizando marcadores fluorescentes supravitales y seguimos el movimiento de las posibles células endodérmicas a medida que se dispersaban para generar la capa endodérmica definitiva. Mostramos que entre las etapas 3a / by 4, el endodermo definitivo intraembrionario recibe contribuciones principalmente de la mitad rostral de la línea primitiva, y que los movimientos endodérmicos son paralelos a los de las subdivisiones mesodérmicas adyacentes que ingresan. En segundo lugar, la cuestión del origen del epiblasto de la capa endodérmica se abordó marcando con precisión las células del epiblasto en una región conocida por dar lugar a posibles células somíticas, y siguiendo su movimiento a medida que experimentaban ingresión a través de la línea primitiva. Mostramos que el epiblasto contribuye claramente a las células endodérmicas prospectivas a la línea primitiva y, posteriormente, al endodermo definitivo del área pelúcida. Finalmente, la relación entre el hipoblasto y el endodermo definitivo se definió mediante el seguimiento de células de estrías primitivas rostrales marcadas durante un corto período de tiempo, ya que contribuyeron al endodermo definitivo, y combinándolo con la hibridación in situ con una ribosonda para Crescent, un marcador del hipoblasto. Mostramos que a medida que se deposita la capa endodérmica definitiva, existe una intercalación célula-célula en su interfaz con las células hipoblásticas desplazadas. Estos datos se utilizaron para construir mapas de destino prospectivos detallados del endodermo en el embrión de pollo, delineando los orígenes y las migraciones de las células endodérmicas en varios niveles rostrocaudales de la línea primitiva durante períodos clave en el desarrollo temprano.


Notas completas sobre embriología [para estudiantes] | Ramas | Biología

¡Recopilación de notas sobre embriología desde Internet!

Embriología Nota n. ° 1. Introducción a la embriología:

El objetivo de esta nota es familiarizar al lector con los hechos y problemas básicos de la ciencia de la embriología. El nombre & # 8220embriología & # 8221 es algo engañoso. Literalmente significa el estudio de embriones. El término & # 8220embrión & # 8221 denota la etapa juvenil de un animal mientras está contenido en el huevo (dentro de las envolturas del huevo) o en el cuerpo materno.

Un animal joven, una vez que ha nacido del huevo o ha nacido, deja de ser un embrión y escaparía del ámbito de la ciencia de la embriología, si nos atenemos estrictamente al significado exacto de la palabra. Aunque el nacimiento o la eclosión del huevo es una ocasión muy importante en la vida del animal, se debe admitir que los procesos que ocurren en el cuerpo del animal pueden no ser profundamente diferentes antes y después de la eclosión de un huevo, especialmente en algunos animales inferiores.

Sería artificial limitar los estudios de las formas juveniles de vida animal al período antes de que el animal salga del huevo o nazca. Por lo tanto, es costumbre estudiar la historia de vida de un animal en su conjunto y, en consecuencia, interpretar el alcance de la ciencia de la embriología como el estudio del desarrollo de los animales.

Embriología Nota 2. Embriología analítica:

Después de mediados del siglo actual, la embriología quedó atrapada en la nueva tendencia que se desarrolló en la ciencia biológica. A principios de siglo, el trasfondo de esta nueva tendencia se estableció principalmente por el trabajo de T. H. Morgan y su escuela.

Este trabajo demostró que las unidades de la herencia, los genes, están dispuestos en orden lineal en los cromosomas de las células. El análisis muestra que los cromosomas constan de varios componentes químicos: ácido desoxirribonucleico (ADN), ácido ribonucleico (ARN) y proteínas.

En un artículo histórico publicado en 1953, Watson y Crick sugirieron que el ácido desoxirribonucleico, tal como se encuentra en los cromosomas, consiste en pares de moléculas muy alargadas retorcidas en espiral entre sí en una doble hélice. Cada hebra de la hélice está formada por una serie de unidades, los mononucleótidos, que se diferencian entre sí solo en la base nitrogenada (es decir, adenina, timina, guanina o citosina) que cada uno contiene.

Las bases forman dos pares, que estructuralmente & # 8220 encajan & # 8221 juntos, de modo que en la doble hélice entrelazada, la adenina siempre se une con la timina y la guanina con la citosina. El trabajo posterior dejó en claro que la disposición de las bases en la molécula de ácido desoxirribonucleico contiene un código para las proteínas que pueden ser sintetizadas por una especie particular de organismo.

El código es esencialmente una serie de & # 8220triplets & # 8221, grupos de tres bases que corresponden a un aminoácido en una cadena de polipéptidos (proteínas). Así, una secuencia de tripletes en el ADN determina una secuencia de aminoácidos en una molécula de proteína, y la sección de la molécula de ácido desoxirribonucleico que contiene esta secuencia es la parte esencial de lo que los genetistas llaman un gen & # 8220 & # 8221.

Entre el código genético del ADN cromosómico y las proteínas celulares, existen ciertos pasos intermedios. El & # 8220mensaje & # 8221 contenido en el ADN debe primero copiarse en forma de molécula de ácido ribonucleico, cuya secuencia de nucleótidos es complementaria a la secuencia de nucleótidos del ADN (excepto que la uridina ocupa el lugar de la timina). Esta es la fase & # 8220transcription & # 8221. Luego, el código está contenido en una molécula de ARN (& # 8220messenger & # 8221 ARN).

Dos tipos más de ácido ribonucleico se modelan en el ADN: el ARN ribosómico, que junto con ciertas proteínas forma partículas pequeñas (± 200 Å de diámetro), los ribosomas y el ARN de transferencia, que interviene en llevar el aminoácido correcto al ribosoma, donde los aminoácidos se ordenan y se unen en la secuencia correcta de acuerdo con el código contenido en el ARN mes & shysenger. Este procedimiento constituye la fase & # 8220translation & # 8221.

La importancia de estos descubrimientos para la embriología se deriva de las siguientes consideraciones. Se ha hecho evidente que todas las propiedades de cualquier organismo están determinadas en última instancia por la secuencia de tripletes de bases en las moléculas de ADN. Además, se acepta que la secuencia de los tripletes de bases determina directamente qué tipo de proteínas puede producir un organismo.

Todas las demás manifestaciones específicas de cualquier organismo, ya sean morfológicas o fisiológicas, dependen más o menos directamente de la variedad de proteínas codificadas por el ADN hereditario. Esta nueva forma de ver el mundo orgánico traslada el problema del desarrollo ontogenético directamente al ámbito de las relaciones moleculares. También hace posible, en principio, la construcción de una teoría completa del desarrollo.

Tal teoría comenzaría con las secuencias de tripletes en el ADN y mostraría primero cómo estas secuencias son & # 8220leídas & # 8221 transformándolas en una matriz de proteínas, colocadas y distribuidas de una manera organizada en el espacio y el tiempo, y luego muestran cómo las proteínas, actuando en parte por sí mismas y en parte a través de otros componentes químicos, producen el complicado sistema que es un organismo adulto.

Se ha movilizado toda una serie de nuevas técnicas para trabajar hacia tal teoría del desarrollo. La microscopía electrónica ha logrado grandes avances después de mediados de la década de 1950 y # 8217, cuando se desarrollaron métodos para incrustar tejidos en plásticos y para cortar secciones ultrafinas para el estudio de la estructura fina de las células. Se han puesto a disposición de los embriólogos métodos refinados de análisis químico, como la cromatografía, la electroforesis, la ultracentrifugación y el uso de trazadores radiactivos.

Con el cambio en los antecedentes teóricos y las técnicas, un cambio sutil ha permeado el trabajo de los embriólogos. El objetivo de la investigación ya no es el estudio del desarrollo de un animal en particular, o cualquier grupo de animales, sino el descubrimiento de los principios y procesos básicos del desarrollo. Esta tendencia en la ciencia tal vez pueda llamarse embriología analítica, y esto es lo que realmente es la embriología & # 8220moderna & # 8221.

Debe tenerse en cuenta que la embriología analítica sólo puede proceder sobre la base del conocimiento proporcionado por la embriología descriptiva, porque después de todo, es el curso real de las transformaciones lo que tiene que ser explicado por la teoría del desarrollo, de la embriología comparada, porque es Es necesario saber cuán general es el significado de cualquier fenómeno particular del desarrollo, y de la embriología experimental, porque ha revelado las relaciones causales de muchos procesos del desarrollo.

Embriología Nota 3. Estructura y funciones de los ácidos nucleicos:

La estructura y función de los ácidos nucleicos y su papel en el control de la síntesis de proteínas, que es el tema de la rama de la ciencia denominada & # 8220 biología molecular & # 8221 en el sentido estricto del término, se ha dilucidado en primera instancia. por el trabajo realizado sobre bacterias y virus.

Estas formas de vida (junto con las algas verdiazules) se consideran pertenecientes a los Prokaryota, formas de vida sin núcleos verdaderos. Los animales, en particular los multicelulares, pertenecen a los organismos nucleados, los eucariotas.

En los últimos años ha quedado claro que la estructura y funciones de los ácidos nucleicos en eucariotas difieren en muchas características esenciales de las de los procariotas, y que los resultados obtenidos en el trabajo con procariotas no pueden usarse directamente para explicar los procesos vitales en eucariotas, y especialmente los procesos de morfogénesis.

Existe una diferencia profundamente arraigada en las mismas tareas que los mecanismos ácido nucleico-proteína deben cumplir en procariotas y eucariotas. En los procariotas, el ADN (o ARN en algunos virus) sirve para transmitir la herencia y para controlar los procesos vitales en un solo tipo de célula.

En animales (y plantas) pluricelulares, además de transmitir rasgos hereditarios y controlar los procesos vitales de carácter general, el mecanismo incorporado en el ADN permite la elaboración de un sistema complejo en el que diferentes partes realizan una variedad de funciones diferentes. Esto inevitablemente exige una organización más compleja del genoma y un sistema de funciones que son inexistentes y tímidas en los procariotas.

Embriología Nota # 4. Células en los túbulos seminíferos:

El desarrollo de los espermatozoides tiene lugar en las gónadas masculinas, los testículos. En vertebrados e insectos, los testículos son órganos compuestos que consisten en numerosos túbulos semi y shyníferos, o lóbulos seminíferos, que convergen hacia los conductos comunes que conducen a los espermatozoides maduros al exterior.

La espermatogénesis es un proceso continuo y al mismo tiempo se pueden observar varias etapas de desarrollo de los espermatozoides en los túbulos seminíferos. En el túbulo hay, sin embargo, una disposición ordenada de células que atraviesan diferentes fases de desarrollo.

En los insectos, los extremos proximales de los túbulos contienen las espermatogonias, las células que experimentan proliferación por mitosis. Más abajo del túbulo, se encuentran las células en las etapas de crecimiento y maduración (los espermatocitos). Los espermatozoides maduros llenan las partes más distales de los túbulos.

En los vertebrados, la disposición de las células en los túbulos seminíferos es algo diferente: todas las etapas, desde las espermatogonias hasta los espermatozoides maduros, pueden encontrarse en el mismo nivel del túbulo, pero mientras que las primeras etapas (las espermatogonias) se encuentran en el exterior superficie del túbulo en una disposición similar a un epitelio junto a la membrana basal, las últimas etapas de diferenciación, incluyendo espermatozoides maduros, se encuentran más cerca de la luz del túbulo.

Una característica especial en los testículos de los vertebrados es la presencia en los túbulos seminíferos de células somáticas, que ayudan al desarrollo de los espermatozoides anclando las células diferenciadoras y posiblemente nutriéndolas durante la última parte del desarrollo y crecimiento de los espermatozoides.

Estas células, conocidas como células de Sertoli, son células columnares altas unidas proximalmente a la membrana basal y que llegan distalmente al lumen del túbulo. Las células de Sertoli tienen grandes núcleos pálidos con nucléolos conspicuos, por lo que se diferencian de los núcleos bastante densos ricos en cromatina de las espermatogonias y los espermatocitos.

Las células que se diferencian en espermatozoides se incrustan parcialmente en el citoplasma de las células de Sertoli, las futuras cabezas de los espermatozoides apuntan hacia la base de las células de Sertoli y las colas crecen hacia la luz del túbulo semini y tímido. No hay células de Sertoli en los túbulos seminíferos de los insectos, pero se encuentran células similares en los testículos de los moluscos.

Las espermatogonias, como ya se ha dicho, se encuentran en vertebrados próximos a las membranas basales de los túbulos seminíferos, y en preparaciones microscópicas muchas de ellas pueden verse en mitosis. Mientras que parte de las espermatogonias permanecen en esta condición y forman una fuente de nuevas células sexuales a lo largo de la vida reproductiva del animal, algunas de las células que se producen se mueven hacia la luz del túbulo y entran en la siguiente fase de la espermatogénesis: la fase de crecimiento.

Las células en esta etapa se denominan espermatocitos primarios. El crecimiento de los espermatocitos es en realidad muy limitado y tímido, aunque como resultado se vuelven perceptiblemente más grandes en volumen que el espermatogo y la shynia (aproximadamente por un factor de 2). Sin embargo, la característica principal de estas células es que entran en la profase de divisiones meióticas que son de la mayor importancia en el ciclo reproductivo de todos los organismos, pero que aquí sólo pueden tratarse en lo esencial.

Embriología Nota # 5. Escote:

Una de las peculiaridades de la reproducción sexual en los animales es que el complejo cuerpo multicelular de la descendencia se origina en una sola célula: el óvulo fertilizado. Es necesario, por tanto, que la célula única se transforme en un cuerpo multicelular. Esta transformación tiene lugar al comienzo mismo del desarrollo y se logra mediante una serie de divisiones celulares que siguen en rápida sucesión. Esta serie de divisiones celulares se conoce como proceso de escisión.

La escisión se puede caracterizar como el período de desarrollo en el que:

1. El óvulo fecundado unicelular se transforma mediante divisiones mitóticas consecutivas en un complejo multicelular.

3. La forma general del embrión no cambia, excepto por la formación de una cavidad en el interior: el blastocele.

4. Aparte de la transformación de sustancias citoplasmáticas en sustancia nuclear, los cambios cualitativos en la composición química del embrión en escisión son limitados.

5. Las partes constitutivas del citoplasma del huevo no se desplazan en gran medida y permanecen en general en las mismas posiciones que en el huevo al comienzo de la escisión.

6. La proporción de núcleo a citoplasma, muy baja al comienzo de la escisión, se lleva al final al nivel que se encuentra en las células somáticas ordinarias.

Embriología Nota # 6. Metamorfosis:

El primer caso en el que los procesos morfogenéticos pueden reactivarse después de que el desarrollo y el desarrollo casi se han detenido se observa en animales en los que el embrión se convierte en larva y la larva se transforma en adulto mediante metamorfosis. Las formas larvarias y una metamorfosis que las acompaña se encuentran en la mayoría de los grupos del reino animal, aunque de ninguna manera en todos los representantes de cada grupo. Las larvas suelen tener nombres especiales que las distinguen de las formas adultas.

Observaciones finales sobre la metamorfosis:

La metamorfosis de anfibios e insectos es un excelente ejemplo del control de los procesos morfogenéticos por las hormonas. La dependencia de la diferenciación de sustancias químicas difusibles, como se revela en estudios sobre metamorfosis, debe compararse con los resultados de experimentos sobre la influencia de sustancias difusibles en la diferenciación de células en cultivos de tejidos.

Al comparar la interrelación de diferentes hormonas en la metamorfosis de insectos y anfibios, uno se sorprende al encontrar que estos dos grupos de animales han desarrollado mecanismos causales que tienen una similitud general distinta. En ambos casos, la transformación es iniciada por un órgano secretor estrechamente asociado con el cerebro: la hipófisis en los anfibios, las células neurosecretoras del protocerebro en los insectos.

En ambos casos, la secreción de este centro primario no actúa directamente sobre los tejidos, sino que estimula la actividad de una segunda glándula endocrina: la glándula tiroides en los anfibios y la glándula protorácica en los insectos. Por último, la hormona juvenil de los insectos que tiene la función de controlar y prevenir la metamorfosis precoz tiene un equivalente en la hormona prolactina de los renacuajos de rana.

Hay muy poca información sobre los agentes causantes de la metamorfosis en animales distintos de los anfibios y los insectos, y no sabemos si sus transformaciones están controladas por hormonas. Cabría esperar que al menos en los ciclostomas la transformación de la larva (ammocoete) en adulto debería ser causada por hormonas, pero no se ha encontrado que este sea el caso de que la tiroxina no acelere la transformación del ammocoete en lamprea.

En el renacuajo ascidiano, la absorción de la cola depende de alguna manera del extremo anterior del cuerpo, ya que cortar la punta anterior con las papilas adhesivas evitará la necrotización de la cola. El tratamiento de los renacuajos de ascidia con hormona tiroidea acelera la metamorfosis, pero esta acción es poco específica, ya que el renacuajo no tiene una glándula tiroides propia y el tratamiento de los renacuajos con narcóticos o incluso con agua destilada tiene el mismo efecto.

Se han realizado numerosos experimentos sobre la metamorfosis de larvas de varios invertebrados (Tubularia, Bryozoa, erizos de mar, moluscos). El tratamiento con varios productos químicos (por ejemplo, sales de cobre) ha tenido un efecto positivo. Sin embargo, no ha sido posible encontrar qué factores causan la metamorfosis en condiciones normales, y hasta el momento no hay indicios de que en ninguno de estos organismos una hormona juegue un papel decisivo en el proceso.

Una excepción a la afirmación la presenta aparentemente la transformación de la forma asexual del gusano anélido, Platynereis dumerilii., en la forma sexual. Esta transformación depende de una hormona neurosecretora liberada en el prostomium del individuo asexual. La hormona es un inhibidor de la transformación y la forma sexual se desarrolla cuando se elimina la hormona prostomium.

Embriología Nota # 7. Crecimiento de células individuales:

El crecimiento de células individuales es el componente más esencial del crecimiento de cuerpos celulares múltiples y tímidos. Por tanto, es de cierta importancia conocer las características cuantitativas del crecimiento celular. Desafortunadamente, debido al tamaño de las células, medir el crecimiento de las células de los tejidos individuales es muy difícil, aunque el ritmo de la multiplicación celular, especialmente in vitro en cultivos de tejidos, puede observarse con bastante facilidad.

Se han realizado mediciones reales del crecimiento de células individuales entre dos mitosis en organismos unicelulares. Se estudió el crecimiento de infusorios con cuerpos alargados midiendo su longitud a intervalos regulares entre dos divisiones, y en un heliozoo, Actinophiys, que tiene forma esférica, se estimó el crecimiento midiendo el diámetro de la célula.

El aumento de peso de las células individuales es aún más difícil de medir. Sin embargo, mediante una técnica muy fina, se ha logrado el pesaje de células individuales de Amoeba a lo largo de su ciclo de vida. Los resultados de todas estas mediciones se ajustan bien entre sí y muestran que en estos organismos unicellu y tímidos el crecimiento es más rápido después de una división celular y se ralentiza más tarde.

Es razonable suponer que el curso del crecimiento de las células en los organismos multicelulares sigue el mismo curso general; sin embargo, esto es una extrapolación que necesita una confirmación experimental adicional.

Embriología Nota # 8. Revisión de placenta en diferentes grupos de mamíferos:

Las diferencias en las placentas de varios mamíferos se deben en parte a la estructura y disposición de las vellosidades y en parte al grado de conexión entre los tejidos maternos y fetales. En los mamíferos euterios más primitivos, las placentas no son deciduas.

Las vellosidades pueden estar esparcidas por toda la superficie del corion, en el caso del cerdo, y este tipo de placenta se conoce como placenta difusa. En el ganado, las vellosidades se encuentran en grupos o parches, mientras que el resto de la superficie del corion es lisa. Los parches de vellosidades se denominan cotiledones y una placenta de este tipo se conoce como cotiledón placenta.

En los carnívoros, las vellosidades se desarrollan en forma de cinturón alrededor de la mitad del blastocisto, que tiene una forma más o menos elíptica. Esta es la placenta zonaria. En el hombre y los simios antropoides, el corion está, al principio, cubierto de vellosidades, pero las vellosidades continúan desarrollándose solo en un lado, el lado alejado de la luz del útero, mientras que en otras partes del corion las vellosidades son reducido.

Por lo tanto, la placenta funcional tiene la forma de un disco y se conoce como placenta discoidal. También se ha desarrollado una placenta discoidal de forma independiente en los roedores (ratón, rata, conejo y otros). En los monos, la placenta consta de dos discos: una placenta bidiscoidal.

El grosor de la partición entre la sangre materna y fetal puede reducirse mediante la eliminación de algunas de las capas de tejido intermedias. Dependiendo de las capas que hayan desaparecido, se pueden distinguir varios tipos de placentas. Los nombres dados a los distintos tipos indican los dos tejidos, uno materno y el otro fetal, que están en contacto inmediato.

En los casos más primitivos, las siguientes capas de tejido participan en la difusión de sustancias de la madre al embrión:

1. La sangre de la madre.

2. La pared endotelial de los vasos sanguíneos maternos.

3. El tejido conectivo alrededor de los vasos sanguíneos maternos.

5. El epitelio del corion.

6. El tejido conectivo del corion.

7. La pared endotelial de los vasos sanguíneos en el corion.

8. La sangre del embrión.

Si todos estos tejidos están presentes en la placenta, el epitelio coriónico está en contacto con el epitelio uterino y la placenta se denomina placenta epiteliocorial. Este tipo de placenta se encuentra en todos los marsupiales y en los ungulados (caballos, cerdos, ganado). En el caso de una placenta epiteliocorial, las vellosidades, en su crecimiento, empujan la pared del útero y luego se encuentran en depresiones en forma de bolsas de la pared uterina.

Cuando se implanta el blastocisto y, posteriormente, cuando las vellosidades comienzan a crecer, los tejidos superficiales de la pared uterina pueden destruirse en mayor o menor medida. Si la destrucción involucra el epitelio uterino y el tejido conectivo subyacente, el epitelio del corion puede entrar en contacto directo con las paredes endoteliales de los capilares maternos. Luego se forma una placenta que se llama placenta endoteliocorial. Se encuentra principalmente en carnívoros, pero también en algunos otros mamíferos.

La destrucción de los tejidos maternos de la pared uterina puede involucrar el enydotelio de los vasos sanguíneos maternos. A continuación, se abren las cavidades de los vasos sanguíneos y las vellosidades del corion se bañan en la sangre materna, lo que facilita el intercambio de gases y la difusión de sustancias nutritivas de la sangre materna a los vasos sanguíneos de las vellosidades coriónicas.

Este tipo de placenta, la placenta hemocorial, se encuentra en primates y en muchos insectívoros, murciélagos y roedores. En realidad, las vellosidades coriónicas están rodeadas por espacios (senos nasales) desprovistos de revestimiento endotelial, en los que entra la sangre materna a través de las arterias del útero y desde donde fluye la sangre hacia las venas uterinas. Las vellosidades pueden ser estructuras dendríticas ramificadas, o pueden fusionarse distalmente y formar una red más o menos complicada.

En el caso de las placentas epiteliocoriales, en el parto se pueden extraer las vellosidades de los bolsillos en los que se han incrustado y se puede extraer la parte fetal de la placenta, dejando intacta la superficie de la pared uterina. Por tanto, no hay sangrado al nacer.

Este no es el caso de otros tipos de placenta en el parto, no solo se desprende el componente fetal de la placenta, sino que también se arranca una parte de la pared uterina que participa en la función de la placenta. Se deja una herida abierta en la pared del útero e inevitablemente se produce una hemorragia. En el último caso, se dice que la placenta es decidua, mientras que en el primer caso la placenta no es decidua.

La hemorragia en el parto normalmente se detiene por el mismo mecanismo que sirve para la expulsión del recién nacido: la contracción de la pared muscular del útero contrae los vasos sanguíneos y, por lo tanto, ralentiza el flujo de sangre, hasta que la coagulación de la sangre detiene la hemorragia. en total.

Embriología Nota # 9. Fisiología de la placenta en mamíferos:

En ausencia de yema en los huevos de mamíferos, la nutrición del embrión de mamífero en el útero depende totalmente del flujo de suministros del cuerpo materno a través de la placenta, de ahí las estrechas conexiones entre los tejidos fetal y materno. Sin embargo, los tejidos maternos y fetales de la placenta no se mezclan.

No se puede enfatizar demasiado que la sangre de la madre y la del embrión no se mezclan en condiciones normales la sangre materna no entra en la circulación sanguínea del embrión o viceversa. Entre la sangre materna y fetal existe una separación: la barrera placentaria.

Físicamente, la barrera consiste en el tejido que se encuentra entre los espacios sanguíneos en las partes embrionaria y materna de la placenta, esta barrera puede estar atenuada (como en las placentas hemocoriales) pero no se rompe. Fisiológicamente, la barrera placentaria es como una membrana semipermeable, que permite el paso de algunas sustancias pero mantiene fuera a otras.

Las sustancias de moléculas pequeñas atraviesan la barrera placentaria por simple difusión. Esto se aplica al agua, el oxígeno que pasa de la sangre materna a la fetal, el dióxido de carbono y la urea que pasa de la sangre fetal a la materna, las sales simples de sodio, potasio y magnesio, y monosacáridos.

El transporte activo de una forma u otra participa, sin embargo, en la penetración de sustancias más complejas a través de la barrera placentaria. Es un hecho bien establecido que las vitaminas y hormonas pueden pasar de la madre al feto. El paso de algunas sustancias muy complejas, proteínas en particular y shylar, quizás se vea afectado por la pinocitosis en la superficie del trofoblasto.

Se sabe que las proteínas muy complejas pueden penetrar la barrera placentaria. De esta manera, los anticuerpos que se han desarrollado en la sangre de una madre que ha adquirido inmunidad a ciertas enfermedades, como la difteria, la escarlatina, la viruela y el sarampión, se transmiten al feto, que así se inmuniza pasivamente y es insensible a estas enfermedades. en el primer período después del nacimiento.

Vale la pena señalar que en las vacas, que tienen una placenta epiteliocorial y, por lo tanto, una barrera placentaria formidable, los anticuerpos no pueden transmitirse de la madre a la descendencia a través de la placenta, sino que se suministran al animal recién nacido en leche de calostro después del nacimiento.

Ciertos virus y organismos patógenos son capaces de atravesar la barrera placentaria e infectar al feto si la madre está infectada. Se sabe que tal penetración ocurre con la sífilis (que causa una enfermedad congénita) y también en las infecciones por viruela, varicela y sarampión. Una infección viral que se ha descubierto que es muy peligrosa y tímida para el embrión es la rubéola o sarampión alemán.

Muchos fármacos utilizados con fines medicinales pueden penetrar la barrera placentaria y, en ocasiones, pueden causar la mayoría de los efectos adversos en el embrión. Por lo tanto, se cree que el fármaco talidomida, que se usaba como sedante, cuando las mujeres lo tomaban al comienzo del embarazo (25 a 44 días), causaba grandes deficiencias en el desarrollo de las extremidades, el canal alimentario y el tímido (no perforación del ano). y el corazón.

Por último, debe señalarse que aunque los tejidos de la madre y el feto, incluido el trofoblasto, no se mezclan y el torrente sanguíneo de los dos se mantiene separado, la penetración ocasional de células individuales a través de la barrera placentaria no es una ocurrencia excepcional.

A veces se encuentran pequeñas cantidades de glóbulos sanguíneos fetales en la circulación materna, así como corpúsculos maternos en la circulación del embrión. Esto puede ser el resultado de una rotura accidental de los respectivos capilares sanguíneos. El origen de los corpúsculos se puede verificar ya que los eritrocitos fetales están nucleados y los eritrocitos de la hembra adulta están sin núcleo.

Pequeños fragmentos del trofoblasto pueden desprenderse de las vellosidades coriónicas y pueden ser arrastrados por el torrente sanguíneo materno; luego se encuentran en los capilares sanguíneos de los órganos maternos, como los pulmones. Por otro lado, se han encontrado células maternas, probablemente glóbulos blancos, alojadas en el sistema linfático (bazo, timo, ganglios linfáticos y médula ósea) del feto.

Embriología Nota # 10. Secuencias de ADN repetitivas:

Los genes del ADN enumerados hasta ahora no constituyen de ninguna manera la totalidad de la cromatina en una célula eucariota. Si el ADN de una célula de este tipo se divide en fragmentos de longitud variable y se permite que los fragmentos se hibriden, se encuentra que hay numerosos fragmentos que se hibridan rápidamente, lo que significa que pueden encontrar fácilmente parejas correspondientes (complementarias).

Esto, a su vez, significa que hay un gran número de secuencias de ADN repetitivas (idénticas) en el genoma. Algunas, pero no todas, de estas secuencias repetitivas son las que codifican el ARNr y el ARNt. Hay un gran número de secuencias cortas (de 200 a 500 nucleótidos de longitud), cuya función se desconoce en la actualidad.

En el genoma de la rata se ha afirmado que el 70-75 por ciento del ADN está en secuencias únicas (presumiblemente codificando el ARNm), que el 15-20 por ciento del ADN se repite de 10 a 100.000 veces (los genes de ADNr y ADNt caen en esta categoría), y que el 6 por ciento del ADN consiste en secuencias que se repiten más de 100.000 veces.

Hay buenas razones para sospechar que estas secuencias repetitivas sirven de alguna manera para controlar y regular el funcionamiento de los genes del genoma. Además, existe una clase especial de ADN eucariótico que, en los experimentos de re-asociación, tiende a doblarse sobre sí mismo y formar bucles de horquilla de doble hebra.

Este es el resultado de la presencia en la cromatina del ADN de secuencias de bases que están dispuestas en orden inverso (secuencias & # 8220palin & shydrome & # 8221, como palabras y oraciones que se leen igual de atrás hacia adelante). Existe alguna evidencia de que estos bucles proporcionan sitios de reconocimiento en algunas interacciones ácido nucleico-proteína.

Por último, las secuencias repetitivas de ADN muy cortas (de 6 a 15 nucleótidos de longitud), que no se transcriben ni traducen, se agrupan en cantidades enormes, repetidas de 10 3 a 10 7 veces en la región del centrómero de los cromosomas eucariotas.

Embriología Nota # 11. Proceso de inducción y diferenciación celular:

La naturaleza fisicoquímica de los procesos de inducción se refiere a la forma en que las sustancias inductoras controlan la diferenciación de las células. En principio se puede suponer que las sustancias inductoras penetran en las células y, al interferir en los mecanismos metabólicos en el interior de las células, modifican su composición fisicoquímica. Aunque este mecanismo de acción parece bastante plausible, no es evidente por sí mismo.

Se han utilizado trazadores radiactivos para saber si, en el proceso de inducción embrionaria, las sustancias pasan del tejido inductor al tejido que reacciona. En algunos experimentos se utilizaron aminoácidos marcados, metionina 35 S y glicina 14 C, y un precursor de ácido nucleico, ácido orótico 14 C. Estos compuestos se absorben en los tejidos del embrión.

A continuación, las partes inductoras (techo del arquenterón o partes de rudimentos cerebrales) se extirpan del embrión que contiene sustancias radiactivas y se trasplantan a un embrión normal donde el injerto puede inducir placas neurales u otras estructuras del tejido huésped. A continuación, se fija el embrión y se corta en secciones y se preparan autorradiografías.

Se ha descubierto que los átomos radiactivos no permanecen restringidos a las células de los injertos, sino que se dispersan bastante ampliamente en el embrión huésped. Las placas neurales inducidas muestran una alta radiactividad, que puede ser el resultado del paso de sustancias inductoras del injerto al tejido del huésped.

Sin embargo, las placas y los tubos neurales del huésped también son fuertemente radiactivos, y también se puede descubrir radiactividad en los tejidos mesodérmicos y endodérmicos del huésped. Estos resultados son consistentes con la suposición de que los átomos radiactivos se transportan en el tejido del huésped por simple difusión.

Además, no se puede afirmar con certeza que la sustancia difusora fuera realmente el material macromolecular que puede suponerse razonablemente que es el agente inductor. Bien podría ser que los átomos radiactivos se transportaran como componentes de moléculas pequeñas (aminoácidos individuales, mononucleótidos e incluso moléculas orgánicas e inorgánicas más pequeñas).

La crítica anterior no se aplica a otro conjunto de experimentos en los que se utilizaron métodos inmunológicos para rastrear el paso de sustancias desde el inductor al tejido que reacciona. Se prepararon anticuerpos contra tejido tumoral maligno usado en un experimento y contra una preparación de proteína purificada aislada de médula ósea de cobaya en otro experimento.

Los anticuerpos del antisuero se acoplaron posteriormente a un colorante fluorescente, rodamina B 200. Se expuso el ectodermo de Triturus a la acción del inductor (tejido tumoral en un caso, preparación de proteínas en el otro) durante unas horas, luego se fijó y cortó en secciones. A continuación, las secciones se trataron con el antisuero acoplado con el tinte fluorescente.

Debido a la unión antígeno-anticuerpo, las moléculas de anticuerpo con el colorante unido se localizaron en la sección en posiciones que indicaban la distribución de las moléculas de antígeno (las moléculas del inductor). El tinte fluorescente hizo que estos lugares fueran fácilmente discernibles. Se encontró una fluorescencia clara en el tejido que reaccionaba, lo que demuestra que las moléculas de antígeno realmente habían penetrado en él.

Dado que la especificidad de la reacción anticuerpo-antígeno habría desaparecido si las moléculas de antígeno se degradaran en gran medida, es evidente que las macromoléculas de los materiales utilizados como inductores penetraron en las células que reaccionan sin dividirse en pequeños componentes.

Como prueba final, se preparó un & # 8220mesodermalizing factor & # 8221 marcado radiactivamente, y se descubrió que realmente entraba en las células expuestas a este factor.

Se intentó ver si el & # 8220mesodermalizing factor & # 8221 purificado se une al ADN. Los resultados no fueron concluyentes. Por tanto, existe la posibilidad de que exista en las células de la gástrula algún tipo de moléculas & # 8220receptoras & # 8221 que interactúen con la sustancia inductora y medien su influencia sobre el genoma de las células que reaccionan.

Se ha proporcionado alguna evidencia sobre el mecanismo de inducción mediante el uso de venenos metabólicos junto con experimentos de inducción. Si la inducción está mediada por la difusión de algunas proteínas específicas (o nucleoproteínas) desde el tejido inductor hasta el que reacciona, entonces se puede postular que se ha fabricado una proteína específica en el inductor en alguna etapa y que se ha transcrito un ARNm correspondiente. de un locus en el ADN.

En segundo lugar, si el tejido que reacciona adquiere nuevas propiedades, esto, con toda probabilidad, significa que se han producido algunas sustancias nuevas en las células que reaccionan o que se han modificado sustancias existentes. En ambos casos, se sospecharía que están involucradas nuevas proteínas, circunstancia que nuevamente presupone la transcripción de un nuevo tipo de ARNm y la traducción a una nueva proteína previamente ausente.

Que el cambio sea causado simplemente por la presencia en las células reactivas de la sustancia inductora, que ha pasado a ellas desde el inductor, es altamente improbable, especialmente en vista de la posibilidad de inducción neural por medio de citólisis subletal.

Los mecanismos sintéticos de las células que reaccionan obviamente están involucrados en la transformación y timidez. En consecuencia, la pregunta es, ¿qué pasaría con el proceso de inducción si se impidiera la transcripción o traducción en el inductor, o en el tejido que reacciona, o en ambos?

En algunos experimentos, los labios dorsal blasto y shypore de Triturus gastrulae joven se cultivaron durante hasta 20 horas en un medio que contenía actinomicina D o puromicina, y luego el explante se enfrentó al ectodermo reaccionante. Se obtuvieron inducción mesodérmica o inducciones mesodérmicas y neurales.

Estos resultados prueban que ni la transcripción de ARNm ni la síntesis de nuevas proteínas ocurre en el inductor en el momento de su acción, es decir, la sustancia inductora ya está presente al inicio de la gastrulación (lo cual era de esperar, ya que un inductor muerto puede inducir) .

Si, por otro lado, el labio dorsal del blastoporo se explantaba con el ectodermo adyacente y se cultivaba en un medio que contenía cantidades suficientes de actionomicina D para inhibir completamente la síntesis de ARN, la inducción no podría tener lugar. Después de dos a siete días de cultivo, se encontró que si bien se producía alguna diferenciación de músculo y notocorda, no había diferenciación de tejido nervioso.

Dado que no se pudo producir un nuevo ARNm en las circunstancias, se deduce que el ARNm para la notocorda y la diferenciación muscular ya estaba presente en el momento de la explantación, al comienzo de la gastrulación. Para que el ectodermo iniciara la diferenciación neuronal, sin embargo, era necesario que las células reaccionantes produjeran nuevo ARNm por transcripción del ADN en las células reaccionantes. Tal transcripción se hizo imposible por la presencia de actinomicina D, y el resultado fue que no se pudo detectar inducción neural.

Por último, el ectodermo de Triturus gastrula, que se expuso a un inductor en un experimento & # 8220sandwich & # 8221, se separó del inductor y se trató con actinomicina D durante seis horas, después de haber sido desagregado para permitir una mejor penetración del veneno en las células.

En los controles, las células desagregadas se fusionaron nuevamente y se diferenciaron en tejidos neurales y mesodérmicos, como era de esperar en vista del inductor que se había utilizado: los explantes tratados con actinomicina también se reagregaron y permanecieron viables durante días, pero solo atípicos tuvo lugar la diferenciación epidérmica.

Este experimento muestra que a pesar de que una & # 8220 sustancia inductora & # 8221 puede haber penetrado en las células reactivas, su transformación en células neurales y mesodérmicas diferenciadas no puede ocurrir sin la participación activa de los núcleos de las células reactivas, y particularmente sin un ARN (presumiblemente ARNm). producido como un eslabón crucial en el proceso de inducción.

Embriología Nota # 12. Forma corporal general de los vertebrados:

Mientras se forman los diversos órganos, la forma del embrión en su conjunto sufre cambios de gran alcance.

Durante el período de organogénesis, en el caso del embrión de vertebrado, los principales cambios son:

3. Subdivisión del cuerpo en cabeza y tronco.

4. Desarrollo de apéndices.

5. Separación del embrión propiamente dicho de las partes embrionarias extra.

Algunos de los procesos recién enumerados también ocurren en invertebrados en particular, el alargamiento del cuerpo ocurre en anélidos y artrópodos. La subdivisión del cuerpo en secciones, como la cabeza, el tórax y el abdomen, es típica de los insectos y, con modificaciones, de algunos otros artrópodos.

El desarrollo de apéndices es una característica esencial y tímida del desarrollo de los artrópodos. Otros procesos relacionados con el cuerpo en su conjunto pueden ocurrir en invertebrados pero no tienen contrapartida en el desarrollo de vertebrados. Por ejemplo, en los insectos, el cuerpo del embrión sufre un desplazamiento peculiar desde la superficie del huevo al interior de la yema, de donde emerge de nuevo en una etapa posterior.

En los vertebrados holoblásticos, de los cuales los anfibios pueden servir como ejemplo, el embrión conserva una forma esférica (es decir, la forma que posee el óvulo no fertilizado) hasta el final de la gastrulación y el comienzo de la neurulación. En la etapa de neurula, el embrión se alarga ligeramente en una dirección anteroposterior, pero solo después de que se completa la neurulación, el alargamiento del embrión se vuelve prominente.

Un rudimento de la cola, la yema de la cola, aparece en el extremo posterior del cuerpo y rápidamente se convierte en un apéndice alargado, pero el resto del cuerpo también se extiende, convirtiéndose al mismo tiempo aplanado lateralmente y, hasta cierto punto, más bajo en una dirección dorsoventral.

Aunque la mayoría de los rudimentos de órganos del embrión están involucrados en este alargamiento y timidez, existe evidencia experimental de que no todos son igualmente activos. Si se extirpa el rudimento notocordal de un embrión de anfibio en la etapa de neurula, el embrión permanece atrofiado y no se estira como de costumbre.

Por otro lado, el rudimento notocordal se estirará y formará una varilla alargada aunque se cultive in vitro y no vaya acompañado de otras partes. Las partes aisladas del sistema neural o las vesículas cerebrales inducidas, cuando no hay otros tejidos que las acompañen, no se alargan.

A partir de estos hechos, parece que la notocorda cambia de forma activamente, mientras que la notocorda adyacente tira del sistema nervioso a lo largo. En los amniotas, el alargamiento comienza en la etapa de estría primitiva, de modo que el cuerpo del embrión ya es largo y estrecho cuando se depositan los principales órganos axiales (tubo neural, notocorda, mesodermo dorsal que da lugar a los somitas).

En los vertebrados terrestres, la subdivisión del cuerpo en cabeza y tronco depende en gran medida de la reducción del aparato branquial. El sistema de hendiduras y arcos viscerales está completamente desarrollado en los embriones de todos los vertebrados.

En peces y larvas de anfibios, las hendiduras y arcos viscerales persisten y ocupan el área del lado ventral y posterior a la cabeza. En los vertebrados terrestres, el aparato branquial pierde su función respiratoria y se reduce. Como resultado, en las etapas embrionarias posteriores, el área del cuerpo posterior a la cabeza no crece al mismo ritmo que las otras partes, lo que produce una sección estrecha entre la cabeza y el tronco.

La constricción se acentúa aún más por:

(a) Una cierta cantidad de estiramiento longitudinal de la región del cuello, como resultado de lo cual las vértebras cervicales son, por regla general, algo más largas que las vértebras torácicas (no es cierto en algunos mamíferos con cuellos acortados, como el hombre o las ballenas) y

(b) La retracción del corazón, originalmente situado en la región del cuello junto a las hendiduras branquiales, hacia el tronco (tórax).


Las células madre embrionarias humanas se organizan

Olivier Pourquié trabaja en el Departamento de Genética de la Facultad de Medicina de Harvard y en el Departamento de Patología del Hospital Brigham and Women, Boston, Massachusetts 02115, EE. UU.

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

En 1924, Hilde Mangold y Hans Spemann realizaron lo que se convirtió en uno de los experimentos más famosos de la biología del desarrollo. Injertaron varias partes de un embrión pigmentado de salamandra en un embrión huésped no pigmentado, y mostraron que una región injertada inducía células no pigmentadas del huésped para formar un embrión adicional, lo que resultaba en un 'embrión doble' que recuerda a los gemelos unidos 1 (Fig. 1a) . El dúo nombró organizador a la región injertada, debido a su extraordinaria capacidad para organizar las células huésped a su alrededor. Pero en los casi 100 años transcurridos desde este experimento, las dificultades técnicas y éticas han impedido a los investigadores demostrar la presencia de un organizador en embriones humanos. En un papel en Naturaleza, Martyn et al. 2 utilizan células madre para sortear estos desafíos y proporcionar la primera descripción experimental del organizador humano.

Figura 1 | Demostración experimental de estructuras organizadoras. aEn 1924, un experimento 1 reveló las propiedades de una estructura embrionaria llamada organizador. Cuando se tomó de un embrión de salamandra pigmentado y se injertó en un huésped no pigmentado, el organizador indujo la formación de un segundo embrión derivado de células huésped no pigmentadas. B, Martyn et al. 2 han demostrado la existencia de células humanas dotadas de propiedades similares, utilizando células madre embrionarias (ES) humanas. Los autores trataron discos circulares de células madre embrionarias con las proteínas del factor de crecimiento Wnt y Activin para producir células de tipo organizador (azul). Cuando los discos se injertan en el tejido extraembrionario alrededor de un embrión de pollo, inducen al tejido huésped a formar un tramo alargado de tejido neural, la prueba estándar para las propiedades del organizador.

Para comprender completamente la importancia del organizador, debemos remontarnos a las primeras etapas del desarrollo embrionario. En los vertebrados, el óvulo fertilizado se divide rápidamente para formar una bola de células mal organizadas. En un momento de desarrollo particular, algunas células en la superficie de esta bola se internalizan, formando tejidos llamados endodermo y mesodermo, que respectivamente dan lugar al intestino y a los músculos y al esqueleto. Otras células permanecen externas y dan lugar a la piel y al sistema nervioso. Este proceso fundamental de internalización se llama gastrulación.

El organizador se encuentra inmediatamente adyacente al sitio en el que las células se internalizan durante la gastrulación. Da lugar a tejidos específicos que se encuentran a lo largo de la línea media del embrión, incluida la notocorda, una estructura que controla aspectos del desarrollo del sistema nervioso central y, finalmente, contribuye a los discos intervertebrales. Se ha encontrado un equivalente del organizador de salamandras en peces y aves y en mamíferos como roedores 3. En los mamíferos, la estructura que actúa como organizador se llama nodo porque se asemeja a un nudo, y el sitio de internalización se llama racha primitiva.

A diferencia de los embriones de salamandra, los mamíferos se desarrollan en el útero de la madre. Por tanto, es difícil acceder y cultivar embriones de mamíferos. De hecho, no fue hasta 1994 que los injertos de un nodo de ratón en un embrión huésped proporcionaron una prueba experimental de la existencia de una estructura que tiene propiedades organizadoras en los mamíferos 4. Aunque no se formaron segundos embriones perfectos en estos experimentos, los nodos injertados indujeron la formación de tejidos neurales derivados del huésped y, a veces, otros tejidos embrionarios.

Lea el artículo: Autoorganización de un organizador humano mediante señalización combinada de Wnt y Nodal

Los embriones humanos se parecen mucho a los embriones de ratón y contienen una estructura similar al nodo 4 del ratón. Teóricamente, demostrar que esta estructura tiene el papel de un organizador requeriría que los investigadores accedan a los embriones a las tres semanas de edad (cuando se produce la gastrulación), para injertar el nodo en un embrión huésped y para probar si induce la formación de un embrión. sistema nervioso derivado del huésped y estructuras esqueléticas. Sin embargo, la obtención de embriones humanos intactos en esta etapa, por ejemplo de una interrupción del embarazo, es extremadamente problemática. Por lo tanto, no se ha probado si el nodo representa un organizador funcional en embriones humanos.

Una alternativa sería dejar que los embriones obtenidos de in vitro La fertilización (FIV) se desarrolla en cultivo hasta la etapa de tres semanas, cuando el ganglio debe estar presente. Sin embargo, siguiendo un consenso ético que está consagrado en la ley en muchos países, los embriones humanos no se pueden cultivar. in vitro más allá de los 14 días, lo que hace que estos estudios sean actualmente imposibles.

Una segunda alternativa implica el uso de células madre pluripotentes, que pueden dar lugar a todos los linajes celulares del organismo. Protocolos para dirigir in vitro La diferenciación de estas células permite recapitular varios aspectos del desarrollo embrionario en una placa de cultivo.

Las células pluripotentes derivadas de embriones humanos, llamadas células madre embrionarias (ES), generalmente forman colonias mal organizadas cuando se cultivan. Sin embargo, el grupo que realizó el estudio actual indujo previamente a 5 células madre embrionarias a autoorganizarse de una manera que se asemeja al desarrollo embrionario temprano. Lo lograron cultivando las células en micropatrones circulares (discos microimpresos de un material llamado matriz extracelular que es un sustrato óptimo para las células) en presencia de la proteína del factor de crecimiento BMP4. Los cultivos formaron endodermo y mesodermo, pero no produjeron estrías primitivas ni estructuras en forma de nódulos.

Martyn et al. llevó esta estrategia un paso más allá. Ellos diferenciaron con éxito las células madre embrionarias humanas en un tejido similar a un nódulo mediante el tratamiento de sus cultivos con micropatrones con una combinación de los factores de crecimiento Wnt y Activina, que son cruciales para la formación de nódulos y líneas primitivas en ratones y otros vertebrados 6, 7. Este tratamiento condujo a la formación de una estructura que mostraba características de una veta primitiva y a la inducción de células que producían proteínas específicas del organizador, como Goosecoid 8.

Para probar si esta estructura también tiene las características funcionales de un organizador, los autores injertaron sus células en embriones de pollo, en un área destinada a dar lugar a tejidos extraembrionarios que apoyan el desarrollo embrionario. Sorprendentemente, las células injertadas se organizaron en un tejido similar a una notocorda e indujeron a las células huésped a formar tejido neural alargado (Fig. 1b), lo que demuestra que la estructura injertada tiene las propiedades de un organizador.

Se podría argumentar que estos experimentos aún plantean preocupaciones éticas porque se realizan utilizando células madre embrionarias humanas derivadas de un embrión humano en etapa temprana. Sin embargo, las células pluripotentes generadas mediante la reprogramación de células adultas, que tienen propiedades esencialmente idénticas a las de las células madre embrionarias, podrían utilizarse como alternativa, aliviando esta preocupación en estudios futuros.

El sistema experimental de Martyn y sus colegas ofrece una alternativa al uso de embriones para estudiar el nodo embrionario humano. Además, sus experimentos sugieren que existe una sorprendente conservación evolutiva de la función organizadora desde los peces hasta los humanos. La forma en que el organizador organiza los tejidos embrionarios circundantes en un embrión sigue siendo poco conocida, al menos por ahora. Pero la capacidad de producir tejido organizador en cantidades ilimitadas in vitro permitirá a los investigadores analizar la función del organizador a un nivel sin precedentes.

Naturaleza 558, 35-36 (2018)


Conclusiones

Nuestros resultados destacan las posibilidades experimentales que brinda la diferenciación de ESC como una primera aproximación para comprender los mecanismos subyacentes a los eventos que, como la gastrulación, son de difícil acceso en el embrión. Habiendo establecido las similitudes entre los dos sistemas, será importante explotarlos para ver cómo se podría reproducir la veta primitiva en la cultura, por ejemplo, limitando el movimiento de los CES diferenciadores e intentando crear direccionalidad imponiendo fuerzas espacialmente restringidas.


La reprogramación a pluripotencia no requiere la transición a través de un estado primitivo similar a una racha.

La pluripotencia se puede inducir in vitro a partir de células de mamíferos somáticos adultos mediante la expresión forzada de factores de transcripción definidos que regulan e inician la red de pluripotencia. A pesar de los avances sustanciales durante la última década para mejorar la eficiencia de la reprogramación directa, los mecanismos exactos que subyacen a la conversión al estado de células madre pluripotentes todavía se comprenden vagamente. Varios estudios sugirieron que la pluripotencia inducida sigue al desarrollo embrionario inverso. Para células somáticas de origen mesodérmico y endodérmico que requerirían la transición a través de un estado primitivo similar a una racha, lo que necesariamente requeriría un intermedio que exprese Eomesodermin (Eomes). Analizamos la reprogramación en células humanas y de ratón de origen mesodérmico y ectodérmico mediante análisis exhaustivos de genes marcadores en combinación con indicadores genéticos, pérdida condicional de función y etiquetado de destino estable para el marcador de racha primitiva amplia Eomes. Demostramos sin ambigüedades que la pluripotencia inducida no depende de una etapa transitoria de tipo raya primitiva y, por lo tanto, no representa la inversión del desarrollo mesendodérmico in vivo.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

Cifras

Regulación al alza de la racha primitiva y ...

Regulación al alza de la racha primitiva y los marcadores del mesendodermo durante la reprogramación de células somáticas humanas ...

La proteína EOMES no es detectable ...

La proteína EOMES no es detectable durante varias etapas de la reprogramación de fibroblastos murinos. (…

La proteína Eomes permanece ausente en ...

La proteína Eomes permanece ausente tras el rastreo del linaje durante la reprogramación de MEF. ( A )…

Eomes es prescindible para reprogramar ...

Eomes es prescindible para la reprogramación de fibroblastos murinos. ( A ) Ilustración esquemática…


Notas al pie

† Dirección actual: Instituto de Investigación del Cáncer, 123 Old Brompton Road, Londres SW7 3RP, Reino Unido.

El material complementario electrónico está disponible en línea en https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4829343.

Publicado por la Royal Society bajo los términos de la licencia de atribución Creative Commons http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, que permite el uso sin restricciones, siempre que se acredite el autor y la fuente originales.

Referencias

. 1960 El embrión aviar: desarrollo estructural y funcional . Nueva York, NY: Macmillan. Google Académico

. 1952 Desarrollo del pollito: una introducción a la embriología (ed.

), 3ª ed. Nueva York, NY: Holt. Google Académico

. 1929 Die Primitiventwicklung des Hünchens nach stereokinematographischen Untersuchungen, kontrolliert durch vitale Farbmarkierung und verglichen mit der Entwicklung anderer Wirbeltiere. Arco. EntwMech. Org. 116, 382-429. (doi: 10.1007 / BF02145235) Crossref, PubMed, Google Académico

. 1929 Untersuchungen am Huhnchen. Die Entwicklung des Keims wahrend der erste beiden Bruttage. Arco. EntwMech. Org. 119, 188-321. (doi: 10.1007 / BF02111186) Crossref, PubMed, Google Académico

Voiculescu O, Bertocchini F, Wolpert L, Keller RE, Stern CD

. 2007 La racha primitiva del amniote se define por la intercalación de las células epiteliales antes de la gastrulación. Naturaleza 449, 1049-1052. (doi: 10.1038 / nature06211) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Voiculescu O, Bodenstein L, Lau IJ, Stern CD

. 2014 Las interacciones celulares locales y la ingresión de células individuales autoamplificadas impulsan la gastrulación del amniote. eLife 3, e01817. (doi: 10.7554 / eLife.01817) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Firmino J, Rocancourt D, Saadaoui M, Moreau C, Gros J

. 2016 La división celular impulsa los reordenamientos de las células epiteliales durante la gastrulación en polluelos. Dev. Celda 36, 249-261. (doi: 10.1016 / j.devcel.2016.01.007) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Rozbicki E, Chuai M, Karjalainen AI, Song F, Sang HM, Martin R, Knolker HJ, MacDonald MP, Weijer CJ

. 2015 Los cambios en la forma celular mediados por la miosina-II y la intercalación celular contribuyen a la formación de estrías primitivas. Nat. Cell Biol. 17, 397-408. (doi: 10.1038 / ncb3138) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 2000 Formación de la racha primitiva aviar a partir de blastodermo espacialmente restringido: evidencia de división celular polarizada en la racha alargada. Desarrollo 127, 87-96. PubMed, ISI, Google Académico

. 1960 Movimientos morfogenéticos en la superficie inferior del blastodermo de pollito no incubado y temprano. J. Exp. Zool. 144, 139-157. (doi: 10.1002 / jez.1401440204) Crossref, Google Académico

. 1970 Investigaciones cinefotomicrográficas de gastrulación en el blastodermo de pollito. Arco. Biol. 81, 387-426. PubMed, Google Académico

. 1960 Mecanismos integradores en el desarrollo del blastodermo de pollito temprano. I. Potencialidad reguladora de partes separadas. J. Exp. Zool. 145, 97-137. (doi: 10.1002 / jez.1401450202) Crossref, Google Académico

Bertocchini F, Skromne I, Wolpert L, Stern CD

. 2004 Determinación de la polaridad embrionaria en un sistema regulador: evidencia de inhibidores endógenos que actúan secuencialmente durante la formación de estrías primitivas en el embrión de pollo. Desarrollo 131, 3381-3390. (doi: 10.1242 / dev.01178) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1949 Sur la producción expérimentale de la polyembryonie et de la monstruosité double chez les oiseaux. Arco. Anat. Microsc. Morphol. Exp. 39, 79-144. Google Académico

. 1817 Beiträge zur Entwickelungseschichte des Hünchens im Ei . Würzburg, Alemania: Brönner. Google Académico

. 1828 Über Entwickelungsgeschichte der Thiere: Beobachtung und Reflexion . Königsberg, Alemania: Bornträger. Google Académico

. 1976 De la hendidura a la formación de estrías primitivas: una tabla normal complementaria y una nueva mirada a las primeras etapas del desarrollo del pollito. I. Morfología general. Dev. Biol. 49, 321-337. (doi: 10.1016 / 0012-1606 (76) 90178-0) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Bellairs R, Irlanda GW, Snaders EJ, Stern CD

. 1981 Comportamiento de tejidos embrionarios de pollos y codornices en cultivo. J. Embryol. Exp. Morphol. 61, 15-33. PubMed, Google Académico

. 1990 La zona marginal y su contribución a la veta hipoblasto y primitiva del embrión de pollo. Desarrollo 109, 667-682. PubMed, ISI, Google Académico

. 1994 Hoz de Rauber (Koller): el organizador de la gastrulación temprana del blastodermo aviar. EUR. J. Morphol. 32, 35-48. PubMed, Google Académico

Bachvarova RF, Skromne I, Stern CD

. 1998 Inducción de la racha primitiva y el nódulo de Hensen por la zona marginal posterior en el embrión de pollo temprano. Desarrollo 125, 3521-3534. PubMed, ISI, Google Académico

. 1953 Estudios sobre el desarrollo del intestino anterior en el blastodermo de pollito. 1. El área presunta del intestino anterior. J. Embryol. Exp. Morphol. l, 115-124. Google Académico

. 1981 Estudio experimental integrado de la formación de endodermos en embriones de aves. Anat. Embryol. 163, 245-263. (doi: 10.1007 / BF00315703) Crossref, PubMed, Google Académico

Kimura W, Yasugi S, Stern CD, Fukuda K

. 2006 Destino y plasticidad del endodermo en el embrión de pollo temprano. Dev. Biol. 289, 283-295. (doi: 10.1016 / j.ydbio.2005.09.009) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1882 Untersuchungen über die Blätterbildung im Hühnerkeim. Arco. Mikr. Anat. 20, 174-211. (doi: 10.1007 / BF02952646) Google Académico

. 1938 Untersuchungen über die Entwicklung des Dotterentoderms. 1. Die Entwicklung des Entoderms beim Hühnchen. Z mikr. Anat Forsch 43, 362-415. Google Académico

. 1951 Una serie de etapas normales en el desarrollo del embrión de pollo. J. Morphol. 88, 49-92. (doi: 10.1002 / jmor.1050880104) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1989 Zona marginal del polluelo y formación de estrías primitivas. II. Cuantificación de las potencias de la zona marginal: aspectos temporales y espaciales. Dev. Biol. 134, 215-221. (doi: 10.1016 / 0012-1606 (89) 90091-2) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1965 Las potencias de formación de embriones del blastodermo del polluelo joven. J. Embryol. Exp. Morphol. 13, 267-273. PubMed, Google Académico

. 1986 La potencia embrionaria de la zona marginal posterior en los estadios X a XII del polluelo. Dev. Biol. 115, 275-281. (doi: 10.1016 / 0012-1606 (86) 90248-4) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1989 Zona marginal del polluelo y formación de estrías primitivas. I. Efecto coordinador de inducción e inhibición. Dev. Biol. 134, 206-214. (doi: 10.1016 / 0012-1606 (89) 90090-0) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Kochav S, Ginsburg M, Eyal-Giladi H

. 1980 De la hendidura a la formación de estrías primitivas: una tabla normal complementaria y una nueva mirada a las primeras etapas del desarrollo del pollito. II. Anatomía microscópica y dinámica de poblaciones celulares. Dev. Biol. 79, 296-308. (doi: 10.1016 / 0012-1606 (80) 90117-7) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Streit A, Berliner AJ, Papanayotou C, Sirulnik A, Stern CD

. 2000 Inicio de la inducción neural por señalización de FGF antes de la gastrulación. Naturaleza 406, 74-78. (doi: 10.1038 / 35017617) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Izpisúa-Belmonte JC, De Robertis EM, Storey KG, Stern CD

. 1993 El gen homeobox goosecoide y el origen de las células organizadoras en el blastodermo del pollito temprano. Celda 74, 645-659. (doi: 10.1016 / 0092-8674 (93) 90512-O) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1953 Estudios sobre el desarrollo del intestino anterior en el blastodermo del pollito. 2. Los movimientos morfogenéticos. J. Embryol. Exp. Morphol. 1, 369-385. Google Académico

. 1955 Estudios sobre el desarrollo del intestino anterior en el embrión de pollo. 3. El papel de la mitosis. J. Embryol. Exp. Morphol. 3, 242-250. Google Académico

. 1957 Estudios sobre el desarrollo del intestino anterior en el embrión de pollo. 4. Inducción mesodérmica y mitosis. J. Embryol. Exp. Morphol. 5, 340-350. Google Académico

. 1962 Algunos datos sobre la formación del endoblasto definitivo en el embrión de pollo. J. Embryol. Exp. Morphol. 10, 38-57. PubMed, Google Académico

. 2002 El hipoblasto del embrión de pollo posiciona la veta primitiva antagonizando la señalización nodal. Dev. Celda 3, 735-744. (doi: 10.1016 / S1534-5807 (02) 00318-0) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 2008 Un cribado diferencial de genes expresados ​​en la capa endodérmica extraembrionaria de embriones de pollo en etapa preprimitiva de estrías revela la expresión de apolipoproteína A1 en hipoblasto, endoblasto y endodermo. Gene Expr. Patrones 8, 477-480. (doi: 10.1016 / j.gep.2008.07.001) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Foley AC, Skromne I, Stern CD

. 2000 Reconciliación de diferentes modelos de inducción y modelado del prosencéfalo: una función dual del hipoblasto. Desarrollo 127, 3839-3854. PubMed, ISI, Google Académico

. 1988 Cambios en la expresión del epítopo de carbohidratos HNK-1 asociado con la inducción del mesodermo en el embrión de pollo. Desarrollo 104, 643-655. PubMed, ISI, Google Académico

Harrisson F, Andries L, Vakaet L

. 1988 El blastodermo del pollo: opiniones actuales sobre los eventos biológicos celulares que guían la comunicación intercelular. Cell Differ. 22, 83-105. (doi: 10.1016 / 0045-6039 (88) 90021-8) Crossref, PubMed, Google Académico

. 1984 El inicio de la ingresión gastrular en el blastodermo del pollito. Soy. Zool. 24, 555-562. (doi: 10.1093 / icb / 24.3.555) Referencia cruzada, Google Académico

Vanroelen C, Vakaet L y Andries L

. 1980 Distribución y recambio de macromoléculas testiculares sensibles a la hialuronidasa en el blastodermo de pollito en etapa de estría primitiva según lo revelado por autorradiografía. Anat. Embryol. (Berl.) 159, 361-367. (doi: 10.1007 / BF00317656) Crossref, PubMed, Google Académico

. 2012 El hipoblasto (endodermo visceral): una perspectiva evo-devo. Desarrollo 139, 1059-1069. (doi: 10.1242 / dev.070730) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Callebaut M, Van Nueten E, Bortier H, Harrisson F, Van Nassauw L, Schrevens A

. 1997 Relación espacial entre endófilo, células germinales primordiales, endoblasto falciforme y capa superior en blastodermos aviares cultivados. Reprod. Nutr. Dev. 37, 293-304. (doi: 10.1051 / rnd: 19970305) Crossref, PubMed, Google Académico

Eyal-Giladi H, Kochav S, Menashi MK

. 1976 Sobre el origen de las células germinales primordiales en el embrión de pollo. Diferenciación 6, 13-16. (doi: 10.1111 / j.1432-0436.1976.tb01462.x) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1986 Aspectos temporales y espaciales de la migración gradual de células germinales primordiales desde el epiblasto hacia la media luna germinal en el embrión aviar. J. Embryol. Exp. Morphol. 95, 53-71. PubMed, Google Académico

Karagenc L, Canela Y, Ginsburg M, Petitte JN

. 1996 Origen de las células germinales primordiales en el embrión de pollo prestreak. Dev. Gineta. 19290-301. (doi: 10.1002 / (SICI) 1520-6408 (1996) 19: 4 & lt290 :: AID-DVG2 & gt3.0.CO2-4) Crossref, PubMed, Google Académico

. 1914 Origen e historia temprana de las células germinales primordiales en el pollito. Soy. J. Anat. 15, 483-516. (doi: 10.1002 / aja.1000150404) Crossref, Google Académico

. 1974 El inicio de la diferenciación en el epiblasto del blastodermo de pollito (SEM y TEM). Cell Tissue Res. 155, 399-418. (doi: 10.1007 / BF00222814) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1939 La estructura del aparato de Golgi en los tejidos de los anfibios. Cuarto de galón. J. Micr. Sci. 81, 235-271. Google Académico

. 1998 La capacidad de iniciar un eje en la blástula aviar se concentra principalmente en un sitio posterior. Dev. Biol. 194, 257-266. (doi: 10.1006 / dbio.1997.8811) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Khaner O, Mitrani E, Eyal-Giladi H

. 1985 Potencias de desarrollo del área opaca y áreas de la zona marginal de los primeros blastodermos de pollito. J. Embryol. Exp. Morphol. 89, 235-241. PubMed, Google Académico

Shah SB, Skromne I, Hume CR, Kessler DS, Lee KJ, Stern CD, Dodd J

. 1997 La misexpresión de pollo Vg1 en la zona marginal induce la formación de estrías primitivas. Desarrollo 124, 5127-5138. PubMed, ISI, Google Académico

. 2001 Las interacciones entre las vías de señalización de Wnt y Vg1 inician la formación de estrías primitivas en el embrión de pollo. Desarrollo 128, 2915-2927. PubMed, ISI, Google Académico

Torlopp A, Khan MA, Oliveira NM, Lekk I, Soto-Jimenez LM, Sosinsky A, Stern CD

. 2014 El factor de transcripción Pitx2 posiciona el eje embrionario y regula el hermanamiento. eLife 3, e03743. (doi: 10.7554 / eLife.03743) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1982 Desarrollo primario de hipoblasto en el pollito: I. Microscopía electrónica de barrido del desarrollo normal. Wilehm. Roux. Arco. Dev. Biol. 191, 119-126. (doi: 10.1007 / BF00848449) Crossref, PubMed, Google Académico

Watt JM, Petitte JN, Grabados RJ

. 1993 Desarrollo temprano del embrión de pollo. J Morphol. 215165-182. (doi: 10.1002 / jmor.1052150205) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 2007 Un papel del hipoblasto (AVE) en el inicio de la inducción neural, independientemente de su capacidad para posicionar la línea primitiva. Dev. Biol. 301, 489-503. (doi: 10.1016 / j.ydbio.2006.08.057) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 2001 Activación de la expresión del gen epiblasto por la capa de hipoblasto en el embrión de pollo prestreak. Génesis 30, 264-273. (doi: 10.1002 / gene.1073) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Knezevic V, Ranson M, Mackem S

. 1995 El gen homeobox del pollo asociado al organizador, Gnot1, se expresa antes de la gastrulación y se regula sinérgicamente por la activina y el ácido retinoico. Dev. Biol. 171, 458-470. (doi: 10.1006 / dbio.1995.1296) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 2012 Gata2 proporciona un sesgo anterior temprano y descubre un sistema de posicionamiento global para la polaridad en el embrión amniote. Desarrollo 139, 4232-4238. (doi: 10.1242 / dev.081901) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1999 Gata2 y Gata3: marcadores novedosos para la polaridad embrionaria temprana y para el ectodermo no neural en el embrión de pollo. Mech. Dev. 87, 213-216. (doi: 10.1016 / S0925-4773 (99) 00150-1) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1999 Las interacciones moleculares definen continuamente al organizador durante los movimientos celulares de la gastrulación. Celda 98, 559-571. (doi: 10.1016 / S0092-8674 (00) 80044-6) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1976 El mecanismo de expansión del blastodermo de los pollitos. J. Embryol. Exp. Morphol. 35, 559-575. PubMed, Google Académico

Lash JW, Gosfield E, Ostrovsky D, Bellairs R

. 1990 Migración de blastodermo de pollo bajo la membrana vitelina: el papel de la fibronectina. Dev. Biol. 139, 407-416. (doi: 10.1016 / 0012-1606 (90) 90309-7) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Mareel M, Bellairs R, De Bruyne G, Van Peteghem MC

. 1984 Efecto de los inhibidores de microtúbulos sobre la expansión del hipoblasto y el margen de crecimiento excesivo de los blastodermos de pollo. J. Embryol. Exp. Morphol. 81, 273-286. PubMed, Google Académico

. 1970 El margen de sobrecrecimiento del blastodermo embrionario de pollo como modelo de estudio para contactos de célula a célula. Experientia 26, 1003-1005. (doi: 10.1007 / BF02114159) Crossref, PubMed, Google Académico

Bolger AM, Lohse M, Usadel B

. Trimmomatic 2014: un recortador flexible para datos de secuencia de Illumina. Bioinformática 30, 2114-2120. (doi: 10.1093 / bioinformatics / btu170) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Kim D, Pertea G, Trapnell C, Pimentel H, Kelley R, Salzberg SL

. 2013 TopHat2: alineación precisa de transcriptomas en presencia de inserciones, deleciones y fusiones de genes. Genome Biol. 14, R36. (doi: 10.1186 / gb-2013-14-4-r36) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Trapnell C, Williams BA, Pertea G, Mortazavi A, Kwan G, van Baren MJ, Salzberg SL, Wold BJ, Pachter L

. 2010 El ensamblaje de transcripciones y la cuantificación por RNA-Seq revela transcripciones no anotadas y cambio de isoformas durante la diferenciación celular. Nat. Biotechnol. 28, 511-515. (doi: 10.1038 / nbt.1621) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 1955 Una nueva técnica para el cultivo del embrión de pollo in vitro. J. Embryol. Exp. Morphol. 3, 326-331. Google Académico

. 1924 El cultivo de tejidos en jugo embrionario salino. Lanceta 206, 381-384. (doi: 10.1016 / S0140-6736 (01) 15954-4) Crossref, Google Académico

Ruiz i Altaba A, Warga RM, Stern CD

. 1993 Mapeo del destino y análisis de linaje. En Biología del desarrollo esencial: un enfoque práctico (eds

), págs.81-95. Oxford, Reino Unido: Oxford University Press. Google Académico

2012 Fiji: una plataforma de código abierto para el análisis de imágenes biológicas. Nat. Métodos 9, 676-682. (doi: 10.1038 / nmeth.2019) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Preibisch S, Saalfeld S, Tomancak P

. 2009 Unión óptima a nivel mundial de adquisiciones de imágenes microscópicas 3D en mosaico. Bioinformática 25, 1463-1465. (doi: 10.1093 / bioinformatics / btp184) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Ferreira T, Miura K, Chef B, Eglinger J

. 1998 Detección de múltiples productos génicos simultáneamente mediante hibridación in situ e inmunohistoquímica en preparaciones completas de embriones de aves. Curr. Cima. Dev. Biol. 36, 223-243. (doi: 10.1016 / S0070-2153 (08) 60505-0) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

. 2001 Hibridación combinada in situ de montaje completo e inmunohistoquímica en embriones de aves. Métodos 23, 339-344. (doi: 10.1006 / meth.2000.1146) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

2002 Una colección completa de ADNc de pollo. Curr. Biol. 121965-1969. (doi: 10.1016 / S0960-9822 (02) 01296-4) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico

Lee HC, Choi HJ, Lee HG, Lim JM, Ono T, Han JY

. La expresión de DAZL de 2016 explica el origen y la formación central de las células germinales primordiales en los pollos. Desarrollo de células madre 25, 68-79. (doi: 10.1089 / scd.2015.0208) Crossref, PubMed, ISI, Google Académico


Molecular

  • Prdm1 y Prdm14 - Proteínas del dominio PR expresadas en ratón (E6.25), suprime la diferenciación somática.
  • Sal4 - proteína de dedo de zinc, la inactivación de este factor de transcripción en el ratón puede reducir el número de PGC. & # 9111 & # 93

Un estudio ha identificado recientemente 11 genes que se expresan específicamente en células germinales fetales masculinas y femeninas, tanto in vivo como in vitro, pero que no se expresan en células madre embrionarias. & # 9123 & # 93


Marcadores PGC: fosfatasa alcalina positiva, Oct4 (POU5F1), Fragilis (IFITM1) & # 9124 & # 93, Stella (DPPA3), Dazl y Vasa (DDX4).

  • Factor acero - (KITLG) un ligando para el receptor de tirosina quinasa KIT.
  • callejón sin salida - codificación de una proteína de unión a ARN expresada principalmente en las células germinales de los vertebrados.
  • Dirigible 1 - Proteína 1 de maduración inducida por linfocitos B (PRDM1)
  • Prmt5 - proteína arginina metiltransferasa-5
  • Nanog - knockdown induce la muerte celular apoptótica en células germinales primordiales migratorias de ratón. & # 9125 & # 93
  • AYUDA - Enzima citidina desaminasa inducida por activación necesaria para la desmetilación (eliminación de la metilación de CpG). Dentro del genoma, la metilación del ADN se asocia con mecanismos epigenéticos y se produce en los residuos de citosina seguidos de guaninas. & # 9126 & # 93

Células madre

Un estudio reciente en pollo ha demostrado que solo se requieren dos factores clave para convertir las células madre en espermátidas haploides: & # 9127 & # 93


INTRODUCCIÓN

Los mamíferos se diferencian de la mayoría de los demás animales en que el cigoto pequeño requiere una proliferación celular sustancial antes de que pueda comenzar la elaboración de un plan corporal básico. Durante el crecimiento del embrión temprano, las células individuales deben conservar la capacidad de producir todos los tipos de células adultas, es decir, pluripotencia. Comprender los mecanismos que controlan la pluripotencia es un objetivo importante de la investigación con células madre y fue estimulado por el descubrimiento de condiciones que permiten que los cultivos de células madre embrionarias (ESC) se deriven de excrecencias de la masa celular interna del blastocisto (ICM) (Evans y Kaufman, 1981 Martin , 1981).

In vitro Los experimentos con ESC mostraron que los factores de transcripción Oct4 (Pou5f1 - Mouse Genome Informatics), Sox2 y Nanog constituyen componentes centrales de una red reguladora de genes (GRN) que estimula la autorrenovación de células pluripotentes. El modelo GRN está respaldado por sitios superpuestos de ocupación de cromatina para las proteínas Oct4, Sox2 y Nanog, incluidos los genes de cada uno (Boyer et al., 2005 Cole et al., 2008 Loh et al., 2006 Marson et al., 2008) y extensas interacciones proteína-proteína entre los tres factores (Chambers y Tomlinson, 2009 Kim et al., 2008 Liang et al., 2008 Wang et al., 2006). Tcf7l1 (anteriormente Tcf3) ha sido identificado como un regulador crucial de la pluripotencia GRN en ESC mediante estudios que muestran que Tcf7l1 co-ocupa los sitios Oct4, Sox2 y Nanog en cromatina (Cole et al., 2008 Marson et al., 2008 Tam et al. ., 2008) y que Tcf7l1 regula la expresión de los genes diana Oct4 y Nanog (Cole et al., 2008 Pereira et al., 2006 Tam et al., 2008 Yi et al., 2008). Recientemente, el factor de transcripción Esrrb se identificó como un objetivo directo de la regulación de Tcf7l1 importante para los efectos mediados por Tcf7l1 sobre la autorrenovación. in vitro (Martello et al., 2012).

Mientras que Esrrb, Oct4, Sox2 y Nanog estimulan la autorrenovación, los experimentos genéticos muestran inequívocamente que Tcf7l1 inhibe la autorrenovación (Guo et al., 2011 Pereira et al., 2006 Salomonis et al., 2010 Wray et al., 2011 Yi et al., 2011 Yi et al., 2008). Curiosamente, Tcf7l1 es un represor transcripcional en la vía Wnt / β-catenina (Wu et al., 2012), y la actividad Wnt es necesaria para la autorrenovación de ESC de ratón (ten Berge et al., 2011). La ablación de Tcf7l1 es suficiente para reemplazar un requisito para la señalización de Wnt / β-catenina, lo que indica que la expresión de Tcf7l1 endógena provoca una dependencia de ESC de Wnt / β-catenina (Wray et al., 2011 Yi et al., 2011). Por el contrario, el tratamiento con Wnt3a rescata la autorrenovación en las ESC inhibidas por la sobreexpresión de Tcf7l1 (Yi et al., 2011). Se han sugerido roles para Tcf7l1 en la diferenciación, pero in vitro Los ensayos de diferenciación han revelado solo defectos menores y variables de especificación de linaje en las ESC deficientes en Tcf7l1 (Pereira et al., 2006 Salomonis et al., 2010 Tam et al., 2008). Por lo tanto, mientras que la función embrionaria de los factores que estimulan el GRN (es decir, Oct4, Nanog y Sox2) es claramente necesaria para estimular la autorrenovación de las células pluripotentes a medida que los embriones tempranos se expanden (Avilion et al., 2003 Mitsui et al., 2003 Nichols et al., 1998), no se ha dilucidado una función embrionaria para un inhibidor de la actividad de GRN, como Tcf7l1. Como tal, no está claro por qué las células pluripotentes expresan niveles altos de un inhibidor ostensible de su autorrenovación.

Con la perspectiva de que la evolución de la pluripotencia GRN en mamíferos incluía la actividad inhibidora de Tcf7l1 para permitir algún aspecto de la embriogénesis temprana, razonamos que examinar la embriogénesis en Tcf7l1 los embriones mutantes aclararían el papel de Tcf7l1 en las células pluripotentes. Sobre la base de trabajos anteriores que muestran que Oct4, Sox2, Nanog y Tcf7l1 se expresan durante la gastrulación (Avilion et al., 2003 Hart et al., 2004 Merrill et al., 2004 Morkel et al., 2003 Yamaguchi et al., 2005 Yeom et al. al., 1996), definimos los cambios en la expresión de sus proteínas que ocurren en las células del epiblasto antes y durante la especificación del linaje celular. Defectos de expresión génica en Tcf7l1 - / - los embriones coincidieron con un retraso en la especificación del mesodermo en la región de la racha primitiva, lo que demuestra que Tcf7l1 es necesario para acoplar la especificación del linaje con la morfogénesis de la racha primitiva. In vitro, Las ESC requerían que Tcf7l1 se convirtiera rápidamente a un estado en el que formaban mesodermo en respuesta a la señalización de Wnt / β-catenina. Sugerimos que la actividad de Tcf7l1 como regulador negativo de la pluripotencia GRN está estrechamente relacionada con su primera función embrionaria, que permite respuestas apropiadas a las señales de especificación de linaje.


Gradientes y patrones de tejidos

Sophie M. Morgani, Anna-Katerina Hadjantonakis, en Temas actuales de biología del desarrollo, 2020

2 Interacciones de señalización durante la gastrulación

La gastrulación es impulsada por centros de señalización embrionarios y extraembrionarios, fuentes de ligandos o inhibidores que ejercen un control espacial y temporal sobre la actividad de señalización. Se sabe poco sobre cómo viajan los factores de señalización dentro del embrión de mamífero, pero los experimentos en otros organismos sugieren que WNT, BMP, Nodal y FGF actúan como morfógenos, difundiéndose desde su fuente para establecer gradientes de concentración que dirigen el destino celular.

Al inicio de la gastrulación, la producción localizada de ligandos y las interacciones complejas de la vía de señalización establecen un centro de señalización dentro del epiblasto posterior proximal (Fig. 2 A). Inicialmente, pro-NODAL no hendido, producido por el epiblasto, induce la expresión de BMP4 dentro del ExE adyacente (Ben-Haim et al., 2006 Winnier et al., 1995). El ExE también es una fuente de otros ligandos de BMP que incluyen Bmp8b (Ying et al., 2000), 8a, 1 y 7 (Pijuan-Sala et al., 2019), mientras que la VE produce BMP2 (Ying y Zhao, 2001). Además, pro-NODAL induce la expresión de sus propias enzimas convertasa en el ExE (Ben-Haim et al., 2006). Estas enzimas convierten el pro-NODAL en su forma NODAL activa en el epiblasto proximal adyacente, que luego aumenta su propia expresión a través de un bucle autorregulador (Norris et al., 2002 Saijoh et al., 2000). Wnt3 es expresado por las células VE posteriores que recubren el sitio de formación prospectiva de PS (Rivera-Perez & amp Magnuson, 2005). Wnt3 estimula su propia expresión dentro del epiblasto, así como la de Nodal (Ben-Haim et al., 2006 Norris et al., 2002 Tortelote et al., 2013 Yoon et al., 2015). La señalización de BMP también induce Wnt3 expresión (Ben-Haim et al., 2006 Miura, Singh, & amp Mishina, 2010). Juntas, estas interacciones mejoran la actividad de señalización de WNT, BMP y Nodal dentro del epiblasto posterior proximal.

Figura 2 . Redes de señalización críticas en gastrulación. Diagrama esquemático que resume los bucles de retroalimentación complejos entre la señalización de WNT, BMP, Nodal y FGF que regulan la gastrulación. Las flechas azules indican interacciones positivas. Las líneas rosadas denotan interacciones negativas. Las líneas discontinuas indican interacciones que se sugieren pero aún no están claras. (A) Al inicio de la gastrulación, pro-NODAL no hendido, en el epiblasto, induce la expresión de BMP4 y sus propias enzimas convertasa en el ectodermo extraembrionario (ExE). Las enzimas convertasa escinden pro-NODAL a NODAL activo, que induce su propia expresión a través de un bucle autorregulador. Wnt3 es producido por las células del endodermo visceral posterior (pVE) en el borde embrionario-extraembrionario. Wnt3 estimula tanto su propia expresión como la de Nodal. La señalización de BMP también induce Wnt3 expresión. Además, la señalización se limita a la parte posterior por inhibidores secretados por el endodermo visceral anterior (AVE). CERL1 y LEFTY1 inhiben BMP y Nodal y DKK1 inhiben la señalización de WNT. Los ligandos de FGF también se expresan dentro de la región posterior proximal y en todo el PS. Si bien FGF es fundamental para la gastrulación, hay menos información sobre sus interacciones con esta red de señalización. Sin embargo, los experimentos genéticos sugieren que puede estar aguas arriba de la señalización de WNT. Además, aunque la actividad de señalización de FGF está restringida a la parte posterior del embrión, no está claro si existen inhibidores expresados ​​en la parte anterior que median esta restricción. Por lo tanto, el epiblasto posterior proximal exhibe una alta actividad de WNT, BMP, Nodal y FGF. La combinación de estas señales estimula a las células del epiblasto a experimentar una transición epitelial-mesenquimatosa (EMT) para salir del epiblasto a través de la línea primitiva (PS). (B) A medida que avanza la gastrulación, el embrión crece de tamaño, el PS se extiende distalmente y surgen nuevos tipos de células. Las células dentro del PS expresan ligandos WNT3, WNT3A, FGF4, FGF8 y NODAL. Las células que atraviesan el PS posterior (pPS) expresan LEFTY2, un antagonista de NODAL. Es más, in vitro los datos sugieren que las vías de señalización Nodal y BMP se inhiben entre sí. Por tanto, la actividad NODAL se restringe posteriormente. Como BMP4 se expresa proximalmente, por el ExE y el mesodermo extraembrionario (ExM), la expansión del embrión mueve las células distales más lejos de la fuente de BMP. Además, las células dentro del PS anterior (aPS) secretan CHORDIN, NOGGIN y DKK1 que restringen la señalización de BMP y WNT distalmente. Por lo tanto, la parte posterior proximal del embrión (pPS) tiene un alto contenido de BMP y un nivel bajo de actividad de señalización nodal, un entorno que promueve el destino del mesodermo embrionario (Mes) y del mesodermo extraembrionario (ExM). Por el contrario, el embrión distal (aPS) tiene un bajo contenido de BMP y un alto nivel de actividad de señalización nodal, lo que promueve el destino definitivo del endodermo (DE) y del mesodermo axial (AxM). La expresión de inhibidores de WNT en el aPS sugiere que también puede haber un gradiente de WNT proximal-distal, aunque esto no se ha caracterizado cuidadosamente. De manera similar, no está claro si existe un gradiente de actividad de señalización de FGF a través del PS. Durante estas últimas etapas de gastrulación, es probable que las interacciones en el panel A permanezcan; sin embargo, eliminamos estos detalles de este panel para simplificar. pPS, PS posterior Pr, Ds proximal, A distal, P anterior, posterior.

También existen mecanismos para confinar activamente las respuestas de señalización WNT, BMP y Nodal a la parte posterior del embrión, es decir, la expresión de inhibidores por el endodermo visceral anterior (AVE), un centro de señalización que recubre el epiblasto anterior. CER1 y LEFTY1 secretados inhiben la BMP y la señalización nodal mientras que DKK1 inhibe la actividad de WNT (Belo et al., 1997 Meno et al., 1996 Glinka et al., 1998 Kawano & amp Kypta, 2003 Kemp et al., 2005) dentro del epiblasto anterior. Si bien el FGF es fundamental para la gastrulación, está menos claro cómo interactúa con las otras vías de señalización y cómo su expresión se restringe a la parte posterior del embrión.

Durante la gastrulación, el embrión cambia sustancialmente de tamaño y forma. Estas extensas transformaciones morfológicas cambian la posición de las células y las señales de manera que el paisaje de señalización del embrión está en continua evolución. A medida que avanza el desarrollo, el PS se extiende distalmente, al igual que el dominio de expresión de Wnt3, Wnt3a (Kemp et al., 2005 Liu et al., 1999 Takada et al., 1994) y Nodal (Norris & amp Robertson, 1999) ligandos (Fig. 2 B). Sin embargo, BMP4 se expresa solo dentro del ExE. Por lo tanto, las células que atraviesan el PS en puntos de tiempo posteriores dentro de la región distal del embrión son las más alejadas de la fuente de BMP4 y muestran una actividad de señalización reducida en comparación con las células dentro de la región proximal del embrión (Morgani et al., 2018a). Además, las vías de señalización de BMP y Nodal se inhiben entre sí, por lo tanto, la extensión de la PS alivia la inhibición nodal por BMP, lo que da como resultado una señalización nodal elevada dentro de la PS anterior (Chhabra et al., 2019 Heemskerk et al., 2019 Senft et al., 2019). Las células que han atravesado el PS también expresan inhibidores de señalización, que refuerzan entornos de señalización discretos proximales y distales que promueven diferentes destinos celulares. Las células del mesodermo naciente dentro del PS posterior proximal expresan Lefty2 (Meno et al., 1997 Peng et al., 2019), un inhibidor de la vía nodal, mientras que las células en el PS anterior expresan el antagonista WNT Dkk1 y los antagonistas de BMP Acorde y Vaso (Klingensmith et al., 1999 McMahon et al., 1998 Pijuan-Sala et al., 2019). Por tanto, la actividad de señalización de BMP es alta proximalmente y la señalización nodal es alta distalmente. Estas observaciones también sugieren que la señalización de WNT puede ser mayor en el PS posterior en comparación con el anterior, aunque esto no se ha demostrado claramente. También se desconoce si existe un gradiente de señalización de FGF a través del PS.

Si bien sabemos qué células expresan componentes de la vía de señalización, no siempre está claro qué células responden a estas señales. Esto se discutirá en secciones posteriores.


Ver el vídeo: El origen de la vida. Primeras células (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Gokazahn

    En mi opinión, fuiste por el camino equivocado.

  2. Negal

    Quiero decir que estás equivocado.

  3. Efrat

    que pregunta mas divertida

  4. Egbert

    La buena idea, está de acuerdo contigo.

  5. Jedi

    En mi opinión, este es un tema muy interesante. Charlemos contigo en PM.

  6. Zuluzilkree

    Qué palabras ... súper, maravillosa oración

  7. Lin

    muy buena informacion



Escribe un mensaje