Finalmente hemos visto con fascinante detalle cómo crecen los dedos de manos y pies humanos: ScienceAlert

Prohibido hasta: AED 0300, jueves 7 de diciembre

Los dedos de las manos y de los pies humanos no crecen hacia afuera como cabría esperar. En cambio, nuestros diestros dedos están «esculpidos» en un cogollo fundamental más grande.

Ahora el primero Atlas de células humanas. El desarrollo temprano de las extremidades finalmente ha revelado con exquisito detalle cómo sucede esto exactamente.

Antes de eso, nuestra comprensión del desarrollo de las extremidades de los vertebrados se basaba en gran medida en organismos modelo, como ratones y embriones de pollo. Células madre cultivadas en laboratorio.

Aunque los humanos Comparte algunas similitudes En cuanto a otros vertebrados, su biología es claramente diferente a la nuestra.

Los detalles de la formación temprana de las extremidades también se han vuelto algo confusos debido a las limitaciones tecnológicas, que ya han sido superadas, y a las restricciones al uso de embriones humanos para investigación después de 14 días, una regla. estado relajado Bajo estrictas normas éticas.

La imagen creada hasta ahora tenía bordes. surgiendo al principio Como yemas informes de extremidades que sobresalen de los lados del cuerpo embrionario. Después de ocho semanas, si todo va según lo planeado, esos quistes se transformarán en extremidades anatómicamente distintas y reconocibles, con dedos de manos y pies.

Es un proceso fascinante en el desarrollo embrionario temprano que posiblemente produce uno de nuestros más bellos Identificar rasgos humanos.: Nuestros pulgares largos, delgados y oponibles.

En 2014, Descripción de los científicos. Cómo moléculas específicas expresadas en momentos específicos del desarrollo embrionario dieron forma a la formación de los dedos de manos y pies, aunque esas predicciones se basaron en simulaciones de datos experimentales.

Ahora, un equipo internacional dirigido por el biólogo celular Bao Zhang, de la Universidad Sun Yat-sen en China, ha coloreado este proceso con fascinante detalle, analizando miles de células individuales de tejido fetal donado que tenían entre 5 y 9 semanas de desarrollo.

«Identificamos 67 poblaciones de células distintas a partir de 125.955 células individuales capturadas y las mapeamos espacialmente en cuatro puntos temporales en el primer trimestre del embarazo para arrojar nueva luz sobre el desarrollo de las extremidades». El escribe En su artículo publicado.

«Al hacerlo, descubrimos muchos estados celulares nuevos». Agregar.

«Lo que estamos descubriendo es un proceso muy complejo y meticulosamente organizado». Él dice Hongbo Zhang, autor principal y biólogo celular de la Universidad Sun Yat-sen en China.

«Es como ver a un escultor trabajando, tallando un bloque de mármol para revelar una obra maestra. En este caso, la naturaleza es la escultora y el resultado es la sorprendente complejidad de nuestros dedos y pies».

Como puede ver en el video a continuación, los investigadores mapearon patrones de expresión genética para ver cómo esas instrucciones genéticas moldearon la formación de los dedos.

Desde un comienzo confuso, la expresión de IRX1 (representado en acuarela en el video a continuación), un gen importante para la formación de los dedos, y SOX9 (representado en violeta en el video), un gen esencial para el desarrollo esquelético, se superpone en cinco longitudes distintas dentro de la extremidad. desarrollo.

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Aproximadamente a las 7 semanas de desarrollo, se activan instrucciones de muerte celular programada en las células indiferenciadas agrupadas entre estas longitudes (asociadas con la expresión de MSX1, representada en amarillo en el vídeo), y se detectan dedos de manos y pies bien definidos.

Como un bloque de mármol esculpido hasta convertirse en una obra maestra mediante la expresión de estos genes, nuestros dedos de manos y pies se esculpen desde la punta hasta la base a medida que las células innecesarias retroceden.

Pequeñas irregularidades en este proceso pueden provocar deformidades en las extremidades, que 1 de cada 500 personas Nacen, lo que lo convierte en uno de los síndromes más frecuentes al nacer.

Los investigadores también mapearon la expresión de genes asociados con enfermedades congénitas, como los dedos cortos (braquidactilia(o números ciegos)sindactilia), para tener una mejor idea de dónde se está desviando el crecimiento de las extremidades.

«Por primera vez, hemos podido capturar el fascinante proceso de desarrollo de las extremidades hasta una resolución unicelular en el espacio y el tiempo». Él dice Sarah Teichman es autora principal y bióloga computacional del Instituto Wellcome Sanger.

Ella dice que la creación de atlas unicelulares «profundiza nuestra comprensión de cómo se forman estructuras anatómicamente complejas y nos ayuda a descubrir los procesos genéticos y celulares detrás del desarrollo humano saludable, con muchas implicaciones para la investigación y la atención médica».

Es importante destacar que los investigadores también demostraron que la formación de extremidades en humanos y ratones sigue vías similares, con algunas diferencias en los genes activados y los tipos de células.

El estudio fue publicado en naturaleza.