La extraña habilidad de Hydra para volver a crecer su propia cabeza se basa en este increíble mecanismo

Para criaturas de aspecto tan simplista y fáciles de pasar por alto, las hidra tienen poderes increíbles, incluida la absurda capacidad de volver a crecer sus propias cabezas si son decapitadas.

Estas animales invertebrados de agua dulce son también uno de los ejemplos más cercanos que tenemos de un ser inmortal. A menos que se destruya completamente dentro del sistema digestivo de un depredador o se consuma por el fuego, el tallo de hidra las células pueden replicarse indefinidamente.

Hydra puede resucitar después de ser destrozada, siempre y cuando al menos cinco células organizadoras de la cabeza permanecen intactas se abrirán camino entre sí, se combinarán y comenzarán a organizar el resto del desorden restante de células en un cuerpo.

(Ulrich Technau, PNAS, 2000)

Arriba: Células de hidra en puré recuperando su forma con el tiempo con nuevas células organizadoras de la cabeza (azul).

Estos increíbles rasgos han atraído la atención de los científicos durante mucho tiempo, pero todavía hay mucho sobre cómo funcionan que sigue siendo un misterio.

Parte del filo cnidaria de los animales, que incluye medusas, corales y anémonas de mar, la hidra de 10-20 mm vive en ambientes tropicales y templados de agua dulce.

Sus diminutos y gelatinosos cuerpos con gusanos tienen tentáculos punzantes en forma de anémona en un extremo y un solo pie basal rechoncho en la base que excreta material pegajoso para adherirse a la superficie. Como todos los cnidarios, su plan corporal es radialmente simétrico, en contraste con el nuestro simetría bilateral.

En el extremo de la cabeza de la hidra, entre su anillo de tentáculos está su hipostoma en forma de cúpula, una estructura que se convierte en su boca cuando se abren para comer. Las celdas se vuelven a sellar juntas cuando no están en uso, y dentro de esta misma estructura es donde suelen residir esas 50-300 celdas organizadoras principales.

Estas células dictan que sus vecinas deben tomar la forma de células de la cabeza, lo que indica qué célula debe formar el hipostoma y cuál debe convertirse en parte de los tentáculos de agarre.

Si la hidra se corta en dos, en cualquier lugar a lo largo de su tercio superior, el resto del cuerpo crecerán más células organizadoras, que luego colocará una nueva cabeza brillante para el animal.

Estas células de mando también aparecen naturalmente a lo largo del cuerpo de la hidra cuando está brotando, reproduciéndose asexualmente.

Una hidra con tres clones en ciernes. (micro_foto / iStock / Getty Images Plus)

Para entender estos poderes de hidra míticos, El biólogo Aide Macias-Muñoz de la Universidad de California y sus colegas observaron más de cerca la genética de la hidra, comparando la expresión genética durante la regeneración de la cabeza y la gemación. Mapearon qué áreas del genoma estaban abiertas para la expresión génica en el hipostoma y los tejidos en ciernes.

Investigaciones anteriores sugirieron que la epigenética de múltiples vías de desarrollo está involucrada, refiriéndose a cómo se regulan los genes en estas vías. Jugar con algunos de los genes reguladores puede producir algunos resultados extraños, como múltiples organizadores de cabeza a lo largo del cuerpo de la hidra.

“Un hallazgo interesante de este trabajo es que los programas de regeneración de la cabeza y brotación en Hydra son bastante diferentes”. dice Macias-Muñoz.

“Aunque el resultado es el mismo (una cabeza de hidra), la expresión génica es mucho más variable durante la regeneración. La expresión génica dinámica acompañante es la remodelación dinámica de la cromatina en los sitios donde se unen los factores de transcripción del desarrollo”.

En otras palabras, el andamiaje alrededor del cual se enrosca el ADN para la estructura, su cromatina, se abre en estas regiones para permitir que las células hagan uso de estos genes de desarrollo.

Muchas de estas 2.870 regiones del genoma, identificadas como ‘en uso’ dentro de las células organizadoras durante la regeneración de la cabeza, incluyen genes potenciadores, cuyos productos ayudan a impulsar otros procesos de desarrollo.

Estos hallazgos sugieren que estos potenciadores del desarrollo complejos estaban presentes antes de que Cnidaria se separara evolutivamente del grupo de animales que son simétricos bilateralmente (que nos incluye a nosotros), hace 600 millones de años. explica Macias-Muñoz.

El equipo también encontró una familia de genes involucrados en la regeneración de la cabeza llamada Fos, que también se observa en los procesos de regeneración en otras especies, incluidos peces, salamandras y ratones.

Los genomas de los cnidarios como la hidra son sorprendentemente similares a los nuestros, particularmente en los genes que codifican proteínas, lo que significa que las claras diferencias en nuestra morfología probablemente se deban a cómo se regulan los genes, explican los investigadores.

Se ha demostrado que los genes potenciadores reguladores evolucionan más rápidamente que otras secuencias codificantes en animales modelo de mamíferos, lo que puede indicar un mecanismo importante que impulsa el cambio y la diversidad durante largos períodos evolutivos.

“Por lo tanto, el estudio de los cnidarios ofrece oportunidades potenciales para dilucidar aspectos clave de [animal] evolución como la formación de [the] plan corporal bilateral, y el sistema nervioso, “el el equipo escribió en su periódico.

La notable capacidad de la hidra para volver a crecer su propia cabeza es sin duda un ejemplo espectacular del poder de la epigenética.

Esta investigación fue publicada en Biología y evolución del genoma.

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