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Modelo dinámico de patrones que siguen las células troncales

Un grupo de biólogos y físicos del Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) de la UNAM, publicó el primer modelo dinámico para explicar los patrones que siguen las células troncales.

Para realizar este trabajo, publicado en la revista BMC Systems Biology, se analizaron patrones que se desarrollan en los nichos donde se producen esas células, y los abordaron desde la multidisciplina, que incluye métodos biológicos, matemáticos y simulaciones computacionales.

También conocidas como células madre, estas entidades biológicas tienen características singulares y de gran potencial, como la auto renovación y el estado indiferenciado.

La primera, otorga la capacidad de auto renovarse mediante la división mitótica –que ocurre por la mitosis, proceso de reparto equitativo de material hereditario o ADN–, y la segunda, les permite desarrollarse en cualquiera de los 200 tipos de células específicas que existen en los organismos.

El equipo del C3, dirigido por Elena Álvarez-Buylla, investigadora del Instituto de Ecología, incluye a Eugenio Azpeitia, primer autor del trabajo y estudiante de doctorado del Programa de Ciencias Biomédicas de la UNAM; Mariana Benítez, recién doctorada del mismo programa y grupo; Ilusi Vega, egresada de la maestría en Ciencias Físicas, y el tutor de ésta última, Carlos Villarreal, del Instituto de Física.

Entender la diferenciación celular

Reunidos en este proyecto del C3, los científicos utilizaron para su estudio teórico, la raíz de la planta Arabidopsis thaliana, pequeña especie con flores, muy popular entre los botánicos porque se ha usado un modelo biológico desde que fue descrita, en 1753, por el fundador de la taxonomía, Carlos Linneo.

Los autores del trabajo consideran que, dadas las similitudes genéricas entre los nichos de células troncales de plantas y animales, este estudio sienta también las bases para entender cómo ocurre la diferenciación temprana de células precursoras, a partir de las troncales en animales.

Aunque ya se han desarrollado en el mundo varios modelos que buscan explicar las características de las troncales, entre ellas la división asimétrica con auto renovación y el mantenimiento del estado indiferenciado, éste es el primer trabajo que detalla cómo se da el mantenimiento de esas células.

Anomalías de origen

A partir de esas unidades troncales o madre, se forman los tejidos en plantas y animales. Si se alteran los mecanismos, procesos y redes regulatorias que subyacen tras los patrones celulares y la dinámica de división y diferenciación celular en esos nichos, surgen anomalías que pueden producir varias patologías; entre ellas, varios tipos de cáncer que, ahora se sabe, se originan por ese tipo de alteraciones.

Por ello, y por el interés de entender esos mecanismos, procesos, patrones y dinámicas en organismos multicelulares, resulta fundamental el avance que representa esta contribución científica.

Además, el estudio “Single-cell and coupled GRN models of cell patterning in the Arabidopsis thaliana root stem-cell niche”, muestra que la complejidad de los sistemas biológicos requiere de estudios multidisciplinarios que utilicen herramientas matemáticas y simulaciones computacionales, un esfuerzo que se multiplica entre investigadores del C3 de la UNAM.

 
VERSIÓN ELECTRÓNICA

Single-cell and coupled GRN models of cell patterning in the Arabidopsis thaliana root stem cell niche

Eugenio Azpeitia1, Mariana Benítez1, Iliusi Vega2, Carlos Villarreal2, Elena R Alvarez-Buylla1*

 * Correspondence: eabuylla@gmail.com
1 Laboratorio de Genética Molecular, Desarrollo y Evolución de Plantas,
Instituto de Ecología & Centro de Ciencias de la Complejidad (C3),
Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Coyoacán,
México D.F. 04510. México