por ÖZGE ÖZGÜÇ – Instituto de Bioingeniería de Cataluña
Nuestro nuevo artículo es el resultado de estudios que completé en el laboratorio de Jean-Léon Maître como parte del programa internacional de doctorado en el Instituto Curie, en París, Francia. En el artículo, nos enfocamos en los embriones en etapa de escisión para comprender cómo la contractilidad de la actomiosina prepara al embrión para la morfogénesis.
Como bióloga del desarrollo molecular de formación, estaba (y todavía estoy) encantada con la transformación que atraviesa cada organismo multicelular al comienzo de su vida. Nunca deja de sorprenderme que en el transcurso de horas, días o meses, un organismo se transforma, de una sola célula llamada cigoto, a una enorme colección organizada de células, tejidos y órganos. Mi fascinación aumentó aún más cuando escuché una charla reveladora de Jean-Léon sobre cómo las fuerzas físicas dan forma a los embriones de ratón antes de la implantación. Afortunadamente, en ese momento, acababa de comenzar su laboratorio y tenía un puesto de doctorado abierto para dar seguimiento al fenómeno que descubrió durante su posdoctorado: ondas corticales periódicas de contracciones (PeCoWaCo). Con mucho gusto me uní a su grupo y comencé a investigar los misterios de PeCoWaCo.
En el transcurso de mi doctorado, el proyecto cambió un par de veces y, mentalmente, fue bastante difícil de manejar. Después de pasar medio año optimizando una pequeña pantalla de ARN de interferencia para caracterizar PeCoWaCo, sin éxito, mi entusiasmo inicial se esfumó. Jean-Léon vio mi lucha por mantener la motivación después de todos los fracasos y me sugirió que explorara otros aspectos como una distracción, con la esperanza de despertar mi entusiasmo una vez más. ¡Fue entonces cuando me di cuenta de la importancia de tener un supervisor atento!
Como distracción, decidimos jugar con el tamaño de las celdas y ver qué sucede con PeCoWaCo. Estudios anteriores habían descrito cómo la forma celular puede ser un regulador importante de la contractilidad, así que esperábamos ver una escala entre PeCoWaCo y el tamaño celular. Gracias a este proyecto paralelo de «distracción», finalmente obtuve algunos resultados interesantes con los que descifrarlo. Esta distracción se convirtió en el enfoque principal para mí, ya que vimos cuán resistente era PeCoWaCo a los cambios geométricos, sin que su período ni su velocidad cambiaran con el aumento o la disminución del tamaño de las celdas. ¿Cómo es posible? Encontrar este aspecto intrigante me dio una nueva motivación y quería compartirlo con la comunidad científica para discutir el posible mecanismo detrás del fenómeno.
Aunque esta solidez apuntaba a un aspecto interesante de PeCoWaCo y estábamos entablando muchas discusiones interesantes con científicos de diferentes campos, después de dos años de tratar de entender de qué se trataba, no pudimos encontrar una respuesta. Me sentí perdida y fue el punto más bajo para mí a lo largo de mi doctorado. Un día, cuando estaba discutiendo esto con Jean-Léon, mencionó “la nube”, una historia de Uri Alon. En su charla, Uri Alon describió maravillosamente exactamente por lo que estaba pasando. Escuchar que esto es algo por lo que todos pueden pasar fue un alivio. Sin embargo, teniendo en cuenta que tenía un tiempo limitado para completar mi doctorado, todavía me sentía apesadumbrada. Un avance afortunado se produjo seis meses antes de entregar mi tesis, cuando pensamos: «Sería una buena introducción si pudiéramos mostrar el punto de partida de estas oscilaciones», esperando que esto comenzara en la etapa de ocho celdas. Sin embargo, vimos algo que no esperábamos y que nos llevó a reformular mi pregunta. A partir de ese momento, el proyecto encontró una salida de la nube y los resultados se sucedieron rápidamente.
Al observar las etapas de escisión durante las cuales las células reducen su tamaño de manera gradual, observamos que las contracciones de actomiosina ya están presentes y se manifiestan a través de contracciones periódicas en la etapa de cigoto. Además, poder observar la contractilidad de la actomiosina en estas etapas nos mostró que hay algunos desarrollos tangibles, como una mayor amplitud de las etapas de dos a cuatro células y el ritmo acelerado de PeCoWaCo a lo largo de las etapas de escisión. Estos dos puntos nos sugirieron que podemos usar PeCoWaCo, que se manifiestan en diferentes escalas de tiempo que los otros movimientos morfogenéticos, como una herramienta para estudiar los cambios en la corteza de actomiosina durante las etapas de escisión.
Nuestros resultados anteriores sobre manipulaciones del tamaño celular también nos ayudaron a comprender que las características de PeCoWaCo dependen de una etapa de desarrollo determinada y no del tamaño celular, que también cambia durante el desarrollo. Para hacer un seguimiento de la dependencia de la etapa de desarrollo de PeCoWaCo, mapeamos la tensión superficial de las células, ya que la contractilidad de la actomiosina genera una porción significativa de la tensión superficial de las células animales. Esto reveló un reblandecimiento cortical a lo largo de las etapas de escisión. Además, el ablandamiento artificial de la corteza puede desencadenar PeCoWaCo antes y acelerar el ritmo. Siguiendo las oportunas sugerencias de los revisores y una conjetura fundamentada, analizamos la proteína Fmnl3 como una posible explicación molecular de este cambio de comportamiento. Descubrimos que la regulación negativa de Fmnl3 durante las etapas de escisión es necesaria para el ablandamiento de la corteza, lo que provoca la aparición de PeCoWaCo.
Después de todos los problemas y el callejón sin salida por el que pasamos con este proyecto, estoy feliz de verlo en su forma final. Mirando hacia atrás, este viaje me enseñó que estar en “la nube creativa” es perfectamente normal y que la salida más fácil es aceptarlo como parte de la experiencia de investigación y hablar con la gente para obtener diferentes puntos de vista. También me enseñó a tener siempre presente que si el proyecto de investigación hubiera ido según lo planeado, entonces la esencia del trabajo no habría sido descubrir lo desconocido.
Fuente: PLOS Biologue/ Traducción: Maggie Tarlo