Investigación de los movimientos celulares en ranas en desarrollo revela nuevos giros en la enfermedad genética humana 30 -

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Universidad de Texas en Austin

La investigación de los movimientos celulares en ranas en desarrollo revela nuevos giros en la enfermedad genética humana

AUSTIN, Texas-Las mutaciones en un gen conocido como "Fritz" puede ser responsable de causar trastornos genéticos humanos, tales como el síndrome de Bardet-Biedl, Universidad de Texas en Austin biólogo del desarrollo John Wallingford y la Universidad de Duke en genética humana y biología celular Nicholas Katsanis han encontrado.

Sus resultados se publican en línea en la edición ofScience de esta semana.

El síndrome de Bardet-Biedl, y su síndrome de Meckel-Gruber relacionado, dos raros pero bien estudiados los trastornos que resultan en condiciones tales como retraso mental, obesidad, ceguera e insuficiencia renal. Este es el primer estudio que implican el papel de Fritz en trastornos humanos, y el primer estudio del gen en los vertebrados.

Wallingford encontró que el gen desempeña un papel en dos procesos en el desarrollo de embriones-primero, el movimiento colectivo de células a medida que moldean la forma de desarrollo de embriones, y segundo, la creación de los cilios, que son proyecciones de células que sirven como antenas sensorial.

El gen Fritz regula estos procesos mediante el control de las moléculas llamadas septins. Septinas proporcionan un soporte estructural a las membranas celulares al igual que los puntales metálicos soportan un paraguas.

Wallingford y su equipo estaban apuntando hacia el papel de Fritz en septins controlan por ver vídeos time-lapse de desarrollo de embriones de rana con y sin el gen.

"Normalmente, el movimiento de la membrana celular es suave en el desarrollo de los embriones", dijo Wallingford, profesor asociado de biología, "pero esos embriones sin Fritz tenía membranas celulares que agitaban y empujones alrededor. Septinas, básicamente, hacer una capa a través de la membrana plasmática y la estabilizan. Debido a que las membranas miraron disquete, los septins son una de las cosas que vimos ".

La falta del gen Fritz manifiesta de varias maneras en el embrión en desarrollo. En las primeras etapas, los embriones tenían problemas asociados con el movimiento celular colectiva y creciendo más. Eso dio lugar a una serie de problemas morfológicos tales como defectos en el tubo neural.

Embriones posteriores mostraron malformaciones cráneo-faciales similares a los observados en pacientes de Meckel-Gruber. Esas deformidades fueron probablemente causadas por el mal funcionamiento de los cilios.

"Esto sugiere que septins están siendo desplegados en diferentes formas en los diferentes tipos de células", dijo Wallingford.

Armados con la información del laboratorio de Wallingford, Katsanis y su grupo luego descubrió que los pacientes con síndrome de Bardet-Biedl y síndromes de Meckel-Gruber tienen mutaciones en el gen de Fritz.

"Este resultado, obviamente, fomenta nuestra comprensión de estos síndromes," dijo Katsanis. "Tal vez lo más importante, sin embargo, ahora tenemos dos pruebas contundentes de las sospechas anteriores y un nuevo conjunto de apuntalamiento mecanicista para la disfunción ciliar en las personas".

En última instancia, estos hallazgos arrojan luz sobre los mecanismos por los que la maquinaria celular fundamental está regulada durante el desarrollo embrionario y se relaciona con las enfermedades humanas.

"Este es un buen ejemplo de estudio de la biología celular básica que lleva a la comprensión de las enfermedades humanas", dijo Wallingford. "Si sólo pensamos en la forma en la biología básica vincula con los seres humanos, está la posibilidad de dar ese salto. Vamos a descubrir cosas sobre las enfermedades humanas, incluso cuando estamos tratando de estudiar el desarrollo de la rana ".

Katsanis acuerdo: "Este trabajo es un elegante ejemplo del progreso que se puede alcanzar tal, y rápidamente, cuando engranan disciplinas científicas."

Wallingford es un Instituto Médico Howard Hughes Early Career Scientist. Katsanis es el distinguido George W. Brumley profesor y director del Centro de Modelamiento Enfermedad Humana de Duke. Primera autoría en theSciencepaper es compartida por Su Kyoung Kim y Asako Shindo, un estudiante graduado y un becario postdoctoral, respectivamente, en la Universidad de Texas en Austin y celular programa de biología molecular.

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