Estudio del patrón de expresión del gen homeobox six3 en el cerebro embrionario de pollo y ratónanálisis en relación al modelo prosomérico

Resumen

El gen Six3 es un factor de transcripción de la familia Six/sine oculis, cuyos miembros están caracterizados por la presencia de dos dominios conservados, el dominio Six y el homeodominio, ambos implicados en conferir especificidad en la unión al ADN y la interacción con cofactores (Kawakami et al., 2000; Rodríguez de Córdoba et al., 2001). Six3 actúa como represor transcripcional a través de su interacción con miembros de la familia de co-represores transcripcionales groucho (Kobayashi, 2001; Zhu, 2002; Tessmar et al., 2002; Lopez-Rios, 2003). Además, Six3 interactúa con la geminina, un inhibidor de la replicación del ADN, controlando el equilibrio entre la proliferación y la diferenciación celulares (Del Bene et al., 2004). Los ratones nulos para Six3, mueren al nacer y se observa un fenotipo con ausencia del prosencéfalo secundario (telencéfalo, ojos e hipotálamo) y algunas otras alteraciones rostralmente al mesencéfalo (Lagutín et al., 2003). La mutación del gen humano se correlaciona con pacientes afectados de holoprosencefalia y aprosencephalia/ atelencefalia (Wallis y Muenke, 1999; Pasquier et al., 2005; Geng et al., 2008). Six3 aparece expresado en una gran variedad de especies de invertebrados y vertebrados, y su distribución en etapas tempranas del desarrollo ha sido estudiada con cierto detalle (Cheyette et al., 1994; Oliver et al., 1995; Bovolenta et al., 1998; Loosli et al., 1998; Seo et al., 1998, 1999; Lopez-Rios et al., 1999; Zhou et al., 2000; Pineda y Salo, 2002; Bebeneck et al., 2004; Stierwald et al., 2004). El estudio de Conte et al. (2005) abordó someramente fases más avanzadas del desarrollo de Six3 en embriones de ratón, pero no existe ningún estudio detallado de la evolución de este gen en estadios intermedios y tardios del desarrollo del cerebro de pollo (el modelo habitual en aves). Los estudios en vertebrados sitúan la expresión temprana neural de Six3 en la parte más anterior de la placa neural, manteniéndose luego en los ojos, la glándula pituitaria y las placodas olfactorias, así como en el plano medio del prosencéfalo secundario. Un detallado estudio reciente de Sanchez-Arrones et al. (2009) en embriones de pollo sugirió que esta expresión rostral de Six3 en realidad primero se extiende más caudalmente, hasta alcanzar el prospectivo límite mes-rombencefálico, pero luego se inhibe progresivamente en su parte caudal, llegándose así secundariamente a su restricción a zonas muy rostrales prosencefálicas (telencefálicas, ópticas e hipotalámicas), descritas con anterioridad. Esta corta fase inicial puede explicar que ulteriormente, en una tercera fase del desarrollo, Six3 progresivamente aparezca expresado discontinua- o continuamente en diversos lugares discretos del encéfalo (telencéfalo, hipotálamo. pretálamo, tálamo, pretecho, mesencéfalo), pero nunca caudalmente al límite mes-rombencefálico o ístmico. La función del gen en estas fases tardías del desarrollo es aun desconocida, y de hecho, falta una descripción completa de estos diversos dominios de expresión terciarios. Los datos obtenidos han sido mapeados topológicamente de acuerdo con el modelo prosomérico postulado por el Prof.L.Puelles y colaboradores. Mediante este paradigma analítico, ha sido posible clasificar los dominios de expresión de Six3 en cuanto a su ubicación anteroposterior en la serie de prosómeros y mesómeros (unidades de desarrollo transversas del tubo neural), y en cuanto a su posición dorsoventral en las zonas longitudinales que conocemos como suelo, placa basal, placa alar o techo del tubo neural. Una parte accesoria de nuestro proyecto ha implicado obtener asimismo algunos mapeos comparativos en embriones de ratón, a efectos de estudiar el grado de conservación de los patrones de expresión observados en aves y mamíferos, potencialmente resultantes de un patrón ancestral presente también en reptiles, o en otros vertebrados (p.ej., anamniotas). Estos materiales han permitido discutir las posibles relaciones de los diversos dominios de expresión de Six3 con los organizadores secundarios, zonas neuroepiteliales discretas que supuestamente generan señales inductivas, instructivas o represivas, que afectan a tales patrones de expresión, al menos a título de información posicional. Se han cotejado asimismo otros datos existentes en la literatura, o en bases de datos públicas, sobre el carácter neurotransmisor de las poblaciones neuronales que expresan nuestro gen, con el fin de comprobar las correlaciones combinatorias dignas de tener en cuenta