Programa Científico

Homeostasis de tejidos y órganos

GRUPO DE INVESTIGACIÓN

Mecanismos de señalización celular durante el desarrollo

Isabel Guerrero Vega

La comunicación celular ocurre de manera precisa durante la morfogénesis. Nuestra hipótesis es que durante el desarrollo los tejidos intercambian señales por contacto directo mediado por filopodios que emiten las células situadas a cortas y largas distancias, de forma similar a las sinapsis neuronales. El conocimiento de los mecanismos de señalización subyacentes contribuirá a comprender otros procesos como el mantenimiento de la homeostasis del adulto y la progresión tumoral.

Investigación

La comunicación de célula a célula es un evento clave que ocurre de manera precisa durante el desarrollo normal, causando su desregulación enfermedades como cáncer, malformaciones durante el desarrollo embrionario y trastornos neurológicos. Durante la diferenciación y el crecimiento, varias moléculas de señalización funcionan como mensajeros entre las células. En algunos casos esta comunicación celular tiene lugar a larga distancia, actuando algunas de estas moléculas de una manera dependiente de la concentración (morfógenos). La distribución gradual de las moléculas de señalización celular en un campo morfogenético y la capacidad de las células receptoras para responder específicamente a diferentes concentraciones de ligando son procesos altamente regulados. Se han propuesto que extensiones celulares denominados filopodios especializados de señalización o citonemas median la comunicación a larga distancia por contacto celular dentro de un epitelio. Usando la mosca de la fruta, hemos demostrado que el establecimiento de un gradiente normal del morfógeno Hedgehog esta mediado por citonemas que transportan vesículas portadoras de Hedgehog para su secreción como exovesículas. Nuestra hipótesis es que durante la morfogénesis las células no neuronales intercambian proteínas de señalización en los sitios de contacto directo entre las mismas, de forma similar a las sinapsis neuronales, lo que facilita la concentración y la restricción espacial de la señal.

La investigación del grupo está relacionada con los mecanismos moleculares de comunicación intercelular mediados por proteínas señalizadoras y la interacción entres sus rutas de señalización, centrándonos en la implicación del citoesqueleto y del tráfico vesicular en el sistema del modelo de Drosophila.

Los objetivos específicos son:

Estudiar los mecanismos de interacción entre los citonemas de las células receptoras y las emisoras de Hedgehog durante la recepción, investigando la posibilidad de que el proceso de señalización se parezca a un proceso sináptico.
To explore the molecular mechanisms for formation and dynamic regulation of cytonemes involved in Hedgehog signaling during normal development.
Explorar los mecanismos moleculares implicados en la formación citonemas y su dinámica en la señalización de Hedgehog durante el desarrollo normal.
Nuestra investigación es interdisciplinar utilizando diversos sistemas experimentales en tejidos en Drosophila, empleamos metodologías de vanguardia para análisis genéticos, celulares y moleculares, microscopía confocal de superresolución, microscopía electrónica e imágenes 4D in vivo. La información generada se apoya también en el desarrollo de modelos matemáticos que, a su vez, nos permitirán explorar diferentes hipótesis sobre los procesos de señalización celular.

El conocimiento de los mecanismos subyacentes a la señalización célula-célula y la integración de las mismas durante el desarrollo normal contribuirá a comprender otros procesos de comunicación celular como el mantenimiento de la homeostasis del adulto y la progresión tumoral. Este conocimiento es fundamental para la identificación de posibles dianas de agentes farmacológicos, lo que permitirá diseñar terapias más específicas.

Miembros del grupo

Isabel Guerrero Vega

Lab.: 414 Ext.: 4680
iguerrero(at)cbm.csic.es

Ana María de Busturia Jimeno

Lab.: 415.2 Ext.: 4509
abusturia(at)cbm.csic.es

Vasiliki Lalioti

Lab.: 414 Ext.: 4465
vlalioti(at)cbm.csic.es

Lara María Rodenstein

Lab.: 414 Ext.: 4465
lrodenstein(at)cbm.csic.es

Clara Fernández Pardo

Lab.: 414 Ext.: 4465
clara.fernandez(at)cbm.csic.es

Publicaciones representativas

Polarized sorting of Patched enables cytoneme‐mediated Hedgehog reception in the Drosophila wing disc

Laura González‐Méndez et al.

Cytonemes are required for the establishment of a normal Hedgehog morphogen gradient in Drosophila epithelia

Marcus Bischoff et al.

Dispatched mediates Hedgehog basolateral release to form the long-range morphogenetic gradient in the Drosophila wing disk epithelium

Ainhoa Callejo et al.

The Drosophila ortholog of the human Wnt inhibitor factor Shifted controls the diffusion of lipid-modified Hedgehog

Nicole Gorfinkiel et al.

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