En este articulo pretendemos poner en valor la labor que realizan los centros y unidades españoles que reciben la prestigiosa acreditación Unidad de Excelencia «María de Maeztu» y dar a conocer algunos de sus proyectos más destacados y de repercusión social. En este caso, el CENTRO ANDALUZ DE BIOLOGÍA DEL DESARROLLO (CABD).

El CABD se fundó en el año 2003 como el primer instituto español especializado en el estudio de la biología del desarrollo. Es un centro mixto cofinanciado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Junta de Andalucía y la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, en cuyo campus se ubica.

La misión del CABD es descubrir principios fundamentales del desarrollo y de la auto-organización celular, así como investigar las bases moleculares de diversas patologías y del envejecimiento. Varios de sus grupos utilizan modelos animales para estudiar los mecanismos genómicos que controlan cómo las células se especifican y se organizan para formar un organismo, mientras que otros investigadores estudian el control del ciclo celular en levaduras, la regulación génica en bacterias, el proceso de infección, el estrés oxidativo o la fisiopatología de enfermedades raras. En 2017 el Departamento de Regulación Génica y Morfogénesis recibió la acreditación de Unidad de Excelencia María de Maeztu para el periodo 2017-2021. Este reconocimiento ha sido ampliado al conjunto del CABD para los años 2022-2025.

Proyectos destacados

Cómo las rayas aprendieron a volar a través del agua

Foto 1: Investigadora en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD).

Los genes no son los únicos impulsores de la evolución. Las icónicas aletas de las rayas son causadas por cambios en el genoma no codificante y su estructura tridimensional, según un trabajo publicado en la revista Nature por equipos de investigación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) además de científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRBB) en Barcelona y un equipo de investigación internacional que incluye grupos de Alemania, Estados Unidos y Reino Unido. Este estudio revela cómo la raya evolucionó estas aletas en forma de capa al observar su ADN. Descubrieron que la clave de la evolución de las aletas de los patines no radica en las regiones codificantes de su genoma, llamadas genes, sino en las porciones no codificantes y los complejos tridimensionales (3D) en los que se pliega. Estas estructuras 3D se denominan "dominios asociados topológicamente" (TAD).

Investigaciones anteriores han demostrado que los cambios en los TAD pueden afectar la expresión de genes y causar enfermedades en humanos. En este estudio, los científicos muestran un papel de los TAD en la conducción de la evolución que también se había observado previamente para los topos, confirmando que este mecanismo de evolución limitado por TAD podría ser frecuente en la naturaleza. Además, este trabajo indica que estos mecanismos podrían explicar muchos otros fenotipos interesantes que observamos en la naturaleza, teniendo así un efecto para la sociedad a largo plazo en el estudio de fenómenos de evolución y de mecanismos moleculares de enfermedades.

Identificada una pieza clave en la migración celular durante la formación del embrión

Foto 2: Investigadora en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD).

Investigadores del CABD describen el papel de las proteínas de la familia Yap durante la gastrulación, momento embrionario en que se construye el organismo. Los resultados del trabajo, que aparecen publicados en la revista Nature Communications, podrían servir para detectar dianas terapéuticas frente a enfermedades como la metástasis incontrolada, entre otras. Durante la gastrulación, una etapa crítica del desarrollo en la que se define el plan de construcción del futuro organismo, es cuando la masa inicialmente amorfa de las células precursoras se condensa en el eje central del embrión y se deciden los ejes anterior-posterior y dorsal-ventral. La función de las proteínas de la familia Yap es, al mismo tiempo, generar y detectar tensión intracelular específicamente en las células que migran hacia la línea media del embrión y mantenerla estableciendo un mecanismo mecano-regulador de retroalimentación positiva. Sin Yap, las células no son capaces de migrar a sus destinos finales y el eje del embrión no se forma. Estas proteínas de la familia YAP no son sólo reguladoras clave en procesos de gastrulación, sino también en organogénesis, control de la proliferación, muerte celular.

Además, su mal funcionamiento está relacionado con muchas enfermedades como el cáncer. Este trabajo tiene un impacto a medio/largo plazo en la sociedad, pues entender cuáles son los mecanismos que gobiernan la regulación de YAP ayudará a avanzar en el campo de la biología del desarrollo, la biomecánica y, en particular, de la biomedicina científica de LISA de plazo largo (LISA será lanzada hacia mediados de la década que viene).

Desvelan cómo la biología animal reutiliza genes para crear nuevas funciones evolutivas

Foto 3: Equipo en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD).

Un estudio del CABD publicado en Nature Communications muestra que, durante la evolución, tanto los genes como las redes genéticas de un órgano se pueden reutilizar en otro con una función diferente. En la naturaleza, la reutilización de genes es una potente fuerza evolutiva: genes que originariamente tenían una función en un órgano se reclutan para cumplir una función nueva en otro órgano. Este proceso, conocido como cooptación, no solo ocurre con genes únicos, sino que también sucede con redes genéticas involucradas en procesos de desarrollo. Este estudio ha observado la reutilización de redes genéticas que forman el órgano respiratorio externo (espiráculo) de la larva de la mosca de la fruta en el testículo del adulto de esta mosca, donde se requiere para liberar los espermatozoides. Además, los investigadores han demostrado que este reclutamiento génico entre dos órganos hace que ambos queden evolutivamente ligados, ya que cualquier cambio mutacional en la red reclutada puede afectar a ambos órganos con distintas consecuencias.

Esto podría explicar la existencia en el reino animal de muchas formas o coloraciones caprichosas que parecen funcionalmente inútiles en un órgano porque desconocemos su utilidad en otro órgano ligado. Este estudio tiene un impacto en la sociedad a largo termino, ya que abre la puerta a entender cómo se forman nuevos órganos a nivel evolutivo y muestra que la cooptación puede dar lugar a la presencia de sofisticadas redes génicas sin utilidad aparente y que, sin embargo, podrían adquirir una función en el futuro.