Cordados

 


BelfranCarbonell_conferenciaExpresión de los genes Notch1 y Serrate1 durante el desarrollo del tercio medio facial en un modelo de embrión de pollo

Belfran Carbonell Medina, MsC.

La vía de señalización Notch se caracteriza por mediar la comunicación célula-célula, regulando diferentes procesos celulares como proliferación, apoptosis y definición del destino celular. Esta vía ha sido implicada en el desarrollo de estructuras craneofaciales como paladar, diente y bóveda craneal. El objetivo de esta investigación fue identificar los patrones de expresión de los genes componentes de la vía Notch, Serrate1 y Notch1, durante el desarrollo del tercio medio facial. Se utilizaron embriones de pollo (Gallus gallus) seleccionados de acuerdo a los criterios de Hamilton y Hamburger y sobre los cuales se realizó hibridación in situ con ribosondas marcadas con Digoxigenina (DIG), para luego ser detectadas con anticuerpos Anti-Dig. Los resultados mostraron expresión de los genes evaluados, en las prominencias maxilares (pmx) y frontonasal (pfn) durante el desarrollo del tercio medio facial. Estos resultados sugieren una probable participación de la vía Notch a través de estos genes, en los diferentes procesos celulares que determinan la morfogénesis y el desarrollo del tercio medio facial.


ClaraBermudez

¿Es el todo más que la suma de sus partes? Búsqueda computacional de regiones RNAs no codificantes candidatas sobre el genoma del tunicado colonial Didemnum vexillum

Clara Isabel Bermudez Santana, PhD.

La evidencia acumulada correspondiente a diferentes estudios genómicos ha revelado la importancia a nivel regulatorio y funcional de las regiones no codificantes, las cuales, conforman cerca del 98% del genoma humano. La detección de estas moléculas representa un reto, tanto a nivel experimental como a nivel computacional; permitiendo junto con el desarrollo y la aplicación de metodologías de secuenciamiento de tercera generación, obtener un panorama completo del papel que juegan estas regiones no-codificantes a lo largo de la evolución de diferentes organismos. Específicamente, los tunicados representan un grupo de amplio interés en lo que concierne a la biología evolutiva del desarrollo (EvoDevo), debido a que pertenecen al phylum de los cordados y son el grupo hermano de los vertebrados. A trav ́es del uso de estrategias computacionales basadas en homología y la incorporación de alineamientos estructurales que integran la información de estructura primaria y secundaria de familias de ncRNAs conocidas, se realizó la detección sistemática de elementos ncRNAs sobre el genoma del tunicado colonial Didemnum vexillum. Los ncRNAs candidatos que fueron detectados por homología de secuencia fueron posteriormente validados computacionalmente utilizando modelos de covarianza, construidos para familias de ncRNAs anotadas en organismos de referencia y exclusivamente en Metazoarios. Con esto, se construyeron matrices de confusión para evaluar parámetros de descubrimiento de falsos positivos. Este trabajo permitió revelar 109 tipos de ncRNAs pertenecientes a diferentes familias de modelos de covarianza anotadas en la base de datos Rfam, de las cuales, se encontraron 3 tipos de rRNAs pertenecientes a las subunidades ribosomales, 9 snRNAs pertenecientes al Spliceosoma, 12 snoRNAs clasificados en la familias C/D box y H/ACA, 4 ncRNA miscelaneos, 78 tipos de miRNAs involucrados en la modulación de procesos relacionados con desarrollo, crecimiento y mecanismos de inmunidad; y que a la vez, se distribuyen a lo largo de los bilateria, metazoarios e incluso dentro los mismos tunicados. Un n ́umero de 4.923 genes de tRNAs en dos familias, de los cuales cerca del 77,7% corresponden a pseudogenes, y un candidato de long non-coding RNA que se ha reportado como un indicador del desarrollo de neuronas dopaminérgicas, tanto en tunicados como en ratón.


Evolutionary origin of chordate stem cells

Federico Brown, PhD.

Basal chordate species can live as solitary individuals that reproduce sexually, or alternatively live as colonies that reproduce both asexually and sexually. Colonial styelid ascidians form two types of organization. In derived species (i.e. botryllid ascidians) well integrated individuals of the colony share a common tunic and new individuals form in weekly cycles of budding; in contrast, aggregated individuals in other colonial styelids retain their own tunic and bud independently by asynchronous budding. Symplegma brakenhielmi, a sister species of the botryllids, presents an intermediate form, i.e. individuals are well integrated, but development occurs in an apparently independent manner. To understand how asexual modes of reproduction evolved in our phylum, we compare budding processes and genomes across several colonial ascidian species. Budding in colonial ascidians requires a permanent supply of progenitor cells likely regulated by ncRNA pathways. We studied hemocytes and analyzed proliferation in S. brakenhielmi to identify putative circulatory progenitor cells. To associate specific ncRNAs to putative mechanisms of asexual reproduction, we compared the genomes of solitary Ciona intestinalis and C. savignyi and colonial Didemnum vexillum and Botryllus schlosseri. We generated ncRNA predictions and attempted to associate specific loci to the evolution of asexual modes of reproduction and regeneration. Our results support a developmental integration of individuals and developmental processes during the evolution of coloniality, and raise new questions about ncRNA regulation in stem cell function of colonial marine chordates.

 


 

Role of Tissue Interactions and Signals During Early Kidney Development

Zayra V. Garavito-Aguilar, PhD.

Renal disease and malfunction grows every year globally. In USA for example, Organ procurement transplantation Network (OPTN) data show that 16,895 persons received a kidney transplant in 2013 while 99,500 remain in the waiting list to get one (http://optn.transplant.hrsa.gov). From those in the waiting list, 36,400 where added just on 2013 (http://optn.transplant.hrsa.gov). In Colombia, 1, 057 persons received a kidney transplant between 2012 and 2013 while there were 1,510 persons in the waiting list by the end of 2013 (Informe Red Donación y Transplantes Tercer Trimestre 2013 Coordinación Nacional Red Donación y Tranplantes – Instituto Nacional de Salud). Many of them will not receive a transplant in their lifetime. Unfortunately, similar to other tissues in the human body, the kidney has a limited capacity to regenerate. That is why research looking for understanding the cellular and molecular mechanisms underlying the specification, differentiation and morphogenesis are crucial to find therapeutic alternatives using stem cell technology. The Intermediate mesoderm (IM) gives rise to kidneys, however the detailed signals and mechanisms underlying this process are still unclear. Hand2 (Heart and neural crest derivatives transcript 2) encodes a bHLH transcription factor with known roles in cardiac, gut, neuronal and jaw development. Interestingly, gene expression profiles of hand2 mutant embryos revealed significant up-regulation of kidney related markers suggesting a role for this transcription factor in kidney development. Thus, our aim is contribute to understand the role of hand2 during kidney development using zebrafish as animal model. Evaluation of some of the kidney related markers by ISH confirm the up-regulation of these markers and also showed us changes in pronephric size and tissue organization. Conversely, hand2 overexpression results in strong inhibition of pronephric development. Even though hand2 is expressed in the Lateral Plate Mesoderm (LPM) outside of the IM, it influences significantly the IM differentiation into pronephric tissue. Our data suggest that hand2 regulates the differentiation of the kidney precursors controlling the limits of the nephrogenic region and the organ size.


José Xavier Neto, PhD.
Laboratório Nacional de Biociências in Sao Paulo, Brazil.
Latin American Society for Developmental Biology (LASDB). President
Brasil


CarolinaPushrov_conferenciaObesidad materna: Su impacto sobre el desarrollo cardiaco

María Carolina Pustovrh, PhD.

La obesidad se ha incrementado de manera alarmante en el mundo y es por ello considerada una epidemia global, convirtiéndose en la más importante de las enfermedades crónicas no transmisibles. La encuesta nacional de salud nutricional (ENSIN) realizada en el año 2010 en Colombia, mostró que más de la mitad de la población adulta presentó algún grado de exceso de peso (51,2 %), de la cual el 34,6 % se encontró en sobrepeso y el 16,5 % en obesidad. El exceso de peso fue más prevalente en el sexo femenino, en especial la obesidad. En particular, la población de mujeres gestantes presentó un 24,8 % de sobrepeso y un 9,8 % de obesidad; es decir que el 34,6 % presentó algún grado de exceso de peso para la edad gestacional. El sobrepeso durante la gestación está asociado a un incremento de la morbimortalidad, tanto en la madre como en el feto. Los defectos congénitos son la principal causa de muerte fetal y de mortalidad infantil, y de estos, uno de los más comunes son las malformaciones cardiovasculares. Varios estudios han demostrado que la obesidad materna está asociada con alteraciones en la cardiogénesis, específicamente defectos en la septación ventricular y atrial, en el tronco arterioso y en las almohadillas endocárdicas, aumento de la incidencia de tetralogía de Fallot y transposición de grandes vasos. En busca de nuevas respuestas sobre los mecanismo por los cuales la obesidad materna afecta la formación de las estructuras cardíacas embrionarias, en el grupo de Tejido Blandos y Mineralizados (TEBLAMI) hemos abordado el estudio de las metaloproteasas de la matriz (MMPs) y sus inhibidores (TIMPs), particularmente MMP-2 y TIMP-2, los cuales están implicados en la migración celular y la remodelación tisular necesarias para el desarrollo cardíaco. En etapas iníciales, la MMP-2 participa en la formación del tubo cardíaco y en la migración de células de la cresta neural, en la septación y formación de válvulas, y en la reestructuración ventricular de las grandes arterias. TIMP-2 se expresa desde etapas tempranas en el endocardio durante la formación de las almohadillas endocárdicas y el tracto de salida. Disregulaciones de estas proteínas han sido asociadas con alteraciones cardíacas producidas por otras patologías como por ejemplo la diabetes mellitus.


MarthaRamirez_conferenciaBiología reproductiva y del desarrollo en lagartijas vivíparas placentotróficas del género Mabuya

Martha Patricia Ramírez Pinilla, PhD.

Durante más de 15 años hemos venido trabajando en la biología reproductiva y del desarrollo en las especies americanas de lagartos scíncidos del género Mabuya. Para algunas poblaciones de Mabuya del Magdalena medio colombiano hemos estudiado su actividad reproductiva anual, morfofisiología ovárica, morfofisiología de la placenta madura, morfogénesis y desarrollo de las membranas extraembrionarias y la placentación durante el largo proceso de gestación (9-10 meses), y su variación interpoblacional. Las lagartijas son vivíparas y placentotróficas obligadas; los ovocitos a la ovulación son microlecitos (1-2 mm) y contienen solo vacuolas de yema primordial y no plaquetas vitelinas. Por lo tanto, el patrón de nutrición embrionario se basa en la transferencia de nutrientes desde la madre hacia los embriones en desarrollo intrauterino a través de una serie de placentas que se desarrollan a partir de las membranas extraembrionarias durante la gestación. El análisis morfológico de microscopía óptica y electrónica de transmisión mostró que este linaje posee la placenta más compleja entre reptiles, mostrando especializaciones morfológicas únicas relacionadas con la transferencia de los nutrientes. Con el análisis fisiológico se comprobó así mismo que hay una transferencia neta de nutrientes desde el oviducto materno de agua, iones: calcio, potasio, sodio, magnesio; nitrógeno, y lípidos desde el inicio mismo de la gestación pero esta transferencia es masiva cuando la placenta es madura en la etapa fetal. Así, la reducción en los nutrientes de origen ovárico se relaciona con una placentotrofía obligada desde los estados de desarrollo más temprano. Concluimos que este linaje es el que posee la mayor complejidad placentaria y el mayor nivel de placentotrofía conocidos hasta ahora entre Reptilia, complejidad que converge en muchos aspectos morfológicos y fisiológicos con la que se conoce en mamíferos euterios; sin embargo, también muestra características exclusivas al grupo. Recientemente, mediante el uso de herramientas como análisis de transcriptomas, iniciamos el análisis de los mecanismos de transporte y los transportadores empleados para esta transferencia placental de nutrientes para entender cómo y cuándo estos nutrientes son entregados a los embriones en desarrollo.


MarlenySalazar_conferenciaEl ratón blanco Mus musculus  modelo de en estudios de Biología del desarrollo

Marleny Salazar Salazar, PhD.
El ratón blanco Mus musculus, es usado en diferentes áreas de experimentación biomédica, pruebas de constatación, diagnóstico, elaboración de vacunas, docencia, en medio ambiente para la detección de contaminantes, bioseguridad; investigación genómica en el análisis estructural funcional, mapeo físico y genético de genomas, nuevas tecnologías para análisis funcional en modelos animales para tratamientos de enfermedades humanas y desarrollo embrionario y fetal entre otros.
Los estudios realizados en ratones a nivel embrionario han permitido identificar la formación de las diferentes estructuras a lo largo del periodo de gestación. Este análisis se realizó en cada uno de los estadios de desarrollo embrionario y fetal teniendo como como base los cortes histológicos con coloración hematoxilina eosina en condiciones normales. También se ha realizado estudios analizando el efecto de carbamatos durante el proceso de gestación y análisis de las alteraciones fenotípicas en los recién nacidos, entre las que se destacan anomalías óseas, alteraciones vasculares, agenesia ano-rectal y alteraciones intestinales.