Revolucionario estudio realizado en ovarios de pez cebra descubre nueva estructura vital para el desarrollo normal de los huevos.
Es humillante darse cuenta de que los humanos compartimos alrededor del 70% de nuestros genes con el pez cebra. También hay una gran cantidad de otras similitudes que hacen de estos pequeños peces transparentes un modelo animal ideal para el estudio de muchas enfermedades humanas y procesos biológicos.
En el laboratorio del Dr. Yaniv Elkouby en la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea de Jerusalem, la atención se centra en el desarrollo de los óvulos inmaduros (ovocitos) del pez cebra.
Utilizando herramientas de investigación únicas desarrolladas en su laboratorio, los investigadores pudieron observar en tiempo real cómo un grupo de ovocitos progresaba hacia la madurez. Fue durante uno de estos experimentos que vieron una estructura hasta ahora no observada emergiendo de la célula.
Con aspecto de fibra retorcida, llamada cilio, se extendía hacia la masa de huevos circundantes. Investigaciones posteriores mostraron que estos cilios desempeñan un papel esencial en la organización cromosómica dentro de los ovocitos. Además, posteriormente identificaron la misma estructura dentro de los espermatozoides del pez cebra y en los ovocitos y espermatozoides de ratón. Sus hallazgos se publicaron hoy en Science.
Esto tiene implicancias para su papel en la reproducción humana.
La falla de la organización cromosómica dentro de los óvulos humanos y los espermatozoides resulta en abortos espontáneos e infertilidad. Sin embargo, los mecanismos que controlan estos procesos no se entienden.
El descubrimiento de un cilio que desempeña un papel esencial en el control de la organización cromosómica podría proporcionar nuevos conocimientos. Además, los defectos en la formación y función de los cilios causan trastornos genéticos llamados ciliopatías, donde los pacientes sufren de fertilidad deficiente y, en casos trágicos, los bebés y los niños sufren trastornos graves del desarrollo. Estos se atribuyeron a la falla de otros tipos de cilio.
El cilio recientemente identificado proporciona una explicación adicional para estas deficiencias. “La identificación de mecanismos mueve la investigación médica un paso más cerca de encontrar soluciones”, compartió Elkouby.
Elkouby señaló que, para explorar la función de estos nuevos cilios, su equipo tuvo que aplicar y desarrollar nuevas metodologías avanzadas: “Utilizamos un repertorio de métodos, incluida la microscopía cuantitativa y viva avanzada, imágenes tridimensionales innovadoras de alta resolución, cultivo de órganos de ovario, manipulaciones con escisión con láser y análisis genéticos de múltiples mutantes”.
De esta manera, su equipo pudo identificar que el cilio recién identificado está conectado a un “sistema de cable” dentro de la célula que organiza los cromosomas tirando mecánicamente de ellos. Este proceso es una parte esencial que determina la formación de un óvulo completamente funcional que puede dar lugar a una descendencia sana. El cilio externo ancla toda la maquinaria del sistema de cables dentro del huevo, lo que permite lograr la dinámica precisa esencial de los cromosomas.
Esta investigación transformadora, señaló el Dr. Elkouby, “fue un verdadero esfuerzo de equipo, que fue codirigido por dos talentosos estudiantes de doctorado: Avishag Mytlis y Vineet Kumar. También trabajamos conjuntamente con un Instituto de Singapur y otro laboratorio de la Universidad de Zurich”.
CITATION: Biomechanical control of meiotic chromosomal bouquet and germ cell morphogenesis by the zygotene cilium. Science.
Avishag Mytlis, Vineet Kumar, Qiu Tao, Rachael Deis, Neta Hart, Karine Levy, Markus Masek, Amal Shawahny, Adam Ahmad, Hagai Eitan, Farouq Nather, Shai Adar-Levor, Ramon Y. Birnbaum, Natalie Elia, Ruxandra Bachmann-Gagescu, Sudipto Roy, Yaniv M. Elkouby.
LINK to ARTICLE: https://doi.org/10.1101/2021.02.08.430249
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