Figura I13. Efecto de la disminución de miR‐310s en embriones de D. melanogaster. (A‐F) Cutículas de embriones microinyectados con oligos antisentido contra cada uno de los miembros de la familia miR‐ 310. (A) miR‐310, (B) miR‐311, (C) miR‐312, (D‐E) miR‐313 y (F) miR‐92. Se observa que todos ellos presentan defectos de IC junto con defectos de RBG (miR‐313) y/o de segmentación (miR‐313, miR‐310). Los embriones están orientados dorsalmente y con su parte anterior a la izquierda. (G) Transferencia
Northern que muestra la expresión, a lo largo del desarrollo de D. melanogaster, de los miR‐310s y miR‐ 92a. A la derecha se muestra el alineamiento de las secuencias de los miARNs donde se destacan las zonas comunes (sombreadas) y la diferencia en las secuencias 3´ (secuencias fuera del recuadro). Figura extraída de Leaman et al., 2005.
1.3.6. Proteínas implicadas en uniones celulares y citoesqueleto
El movimiento tisular va asociado a las reorganizaciones en el
citoesqueleto y en las uniones celulares, por lo que no es de extrañar que
mutantes de componentes estructurales o motores asociados a membranas y
uniones celulares presenten defectos de CD y de IC.
Las uniones celulares deben ser dinámicas durante la migración y la fusión
de las capas epidérmicas. Además, estas uniones integran y transmiten
información del ambiente, como tensiones o fuerzas generadas por otros tejidos,
hacia el interior de la célula (Tepass et al., 2001; Gorfinkiel y Martínez‐Arias,
2007). Numerosos trabajos han relacionado las uniones celulares adherentes con
el CD (Grevengoed et al., 2001; Bloor y Kiehart, 2002; Magie et al., 2002;
McEwen et al., 2000; Fox et al., 2005; Takahashi et al., 2005; Murray et al., 2006).
Estas uniones se localizan en la parte apical de las células epiteliales formando un
cinturón que conecta el citoesqueleto de actina entre las células adyacentes
(Bryant, 1997) (Fig. I14.A). Embriones mutantes de genes que codifican
componentes de estas uniones como cno, arm (Jurgens et al., 1984; Tateno et al., 2000; Ntwasa et al., 2001), el complejo Par (David et al., 2010), polychaetoid
(pyd), shotgun (shg) (Fox et al., 2005), la GTPasa pequeña Rho, Src (Takahashi et al., 2005), Abl (Grevengoed et al., 2001), y echinoid (ed) (Lin et al., 2007)
presentan defectos de CD. El papel de Arm durante el CD es doble, por ser
dependiente de la ruta Wg y formar parte de las uniones tipo adherentes
Bazooka (Baz) (Suzuki y Ohno, 2006; Goldstein y Macara, 2007) se localiza en la
zona apical de las células de la AS, asociándose con Crumbs (Crb) y con la miosina
(David et al., 2010). Shg, el homólogo en Drosophila de la E‐Cadherina, se localiza
en la zónula adherens en el LE, entre las células de la AS y en la epidermis
contribuyendo a la transmisión de las fuerzas producidas durante este proceso.
Además embriones mutantes para shg presentan defectos de IC (Sanson et al.,
1996; Gorfinkiel y Martínez‐Arias, 2007). El complejo Par actúa conjuntamente
con la miosina, regulando las contracciones de la AS durante el CD. Mediante
análisis de mutantes de pérdida y de ganancia de función se ha observado que
los componentes del complejo Par regulan diferentes fases del
ensamblaje/desensamblaje de la actina‐miosina en la AS. Baz promueve la
duración de los pulsos de actina‐miosina y Par‐6/aPKC promueve pausas de
polimerización entre los pulsos (David et al., 2010).
Algunos mutantes de genes que codifican componentes de las uniones
septadas también presentan defectos de CD como cora (Lamb et al., 1998), nrx
IV (Baumgartner et al., 1996; Ward et al., 1998), dlg, scrib, lgl (Perrimon, 1988;
Bilder y Perrimon, 2000; Arquier et al., 2001) y yurt (yrt) (Hoover y Bryan, 2002).
Dlg, Scrib y Lgl forman el complejo Scrib que durante el CD se elimina del LE, lo
que promueve la acumulación lateral de integrinas en esa zona frontera,
haciendo que se ancle Pak y se restaure la localización de Scrib durante el sellado
de las capas laterales (Bahri et al., 2010). Grainy head (Grh) es un factor de
transcripción que regula la expresión de Cora, Fas III y Sinuous (Sinus) en las
uniones septadas durante el CD (Narasimha et al., 2008). Por otro lado, la
miosina no muscular de tipo II, codificada por el gen zipper (zip), es un
componente del cable contráctil situado en las células epiteliales del LE y en la
parte apical de las células de la AS (Franke et al., 2005). Asímismo, Crb, que se
localiza en la parte apical de las membranas celulares, regula la morfogénesis de
la AS (Harden et al., 2002).
Otros componentes de adhesión celular que tienen papeles durante la IC
son faint sausague (fas) y leak (lea). Ambos codifican inmunoglobulinas que
median la unión entre células, así como la migración de éstas. Los mutantes de
fas presentan agujeros anteriores (Nüsslein‐Volhard et al., 1984; Liu et al.,
1999), mientras que los de lea, presentan defectos en la formación de la cabeza
y del ECF, aunque el CD se produce correctamente (Nüsslein‐Volhard et al.,
1984; Schimmelpfeng et al., 2001).
Las uniones celulares también tiene un papel central en la fusión final de
homólogo de la miosina XV), se expresa en el LE y en las extensiones celulares
de las CMDs, siendo necesaria para la correcta alineación y fusión de las capas
epiteliales (Liu et al., 2008). A diferencia de la actina, los microtúbulos son solo
necesarios para la interdigitalización de las extensiones de las células
epidérmicas en el momento de la fusión de las capas laterales (Jankovics y
Brunner, 2006).
Figura I14. Uniones celulares durante el cierre dorsal en la amnioserosa, el vitelo y la epidermis. (A) Estructura esquemática de una célula epitelial de la epidermis embrionaria tardía. Los subdominios de la membrana y las uniones celulares están indicadas a la izquierda y la distribución de las proteínas a la derecha. El interrogante al lado de algunas proteínas indica que su localización debe ser confirmada. Entre paréntesis se indica el sinónimo de algunas proteínas. Abreviaturas utilizadas: DE‐cad: DE‐ Cadherina; UG: unión tipo Gap; ZM: zona marginal; US: unión septada; ZA: zonula adherens. El rectángulo rojo indica aquellas proteínas codificadas por genes implicados en CD. Imagen extraída de Tepass et al. (2001) y actualizada (cuadrados morados). (B) Esquema de un corte transversal del agujero dorsal de un embrión de estadio 13 mostrando la localización de algunas proteínas de las uniones septadas (Fas III en azul; Cad DE, verde; Scrib, rojo), Par‐6 de las uniones adherentes (morado), la integrina mys (amarillo) y la laminina A (rosa). Figura extraída y modificada de Gorfinkiel y Arias, 2007.
Además, el CD está mediado por integrinas y proteínas de la matriz
extracelular como las α‐lamininas. scb codifica la integrina α‐PS y mys la
integrina β‐PS. Ambas son necesarias para el mantenimiento de la adhesión
entre la epidermis y la membrana del vitelo (Reed et al., 2004), entre la
epidermis dorsal y las AS (Narasimha y Brown, 2004; Wada, 2007) y ayuda a la
fusión de las capas epiteliales (Hutson et al., 2003) (Fig.I15). La laminina Lam‐A
se localiza en la membrana basal de las células de la AS y de la epidermis por la
acción de la proteasa de serinas Scarf (Scaf), una diana de la ruta de las JNKs
(Sorrosal et al,. 2010).
Figura I15. Defectos de cierre dorsal en mutantes para integrinas y α‐lamininas. Fotografías de un vídeo de lapso de tiempo del CD de un embrión (A) mys1 y (B) scarf∆1.5. Ambos mutantes presentan defectos de sellado y de separación entre la epidermis y la AS. Fotografías extraídas de Gorkinfiel et al., 2009 y Sorrosal et al., 2010.
1.3.7. Transporte intracelular
Estudios recientes han relacionado la remodelación de las uniones
adherentes durante el CD con el transporte de sus componentes mediante
proteinas Rab. Así Rab5, Rab11 y Rab30 han sido implicadas en CD (Fig.I16)
(Roeth et al., 2009; Sasikumar y Roy, 2009; Thomas et al., 2009). Mutantes de
estas proteínas que forman vesículas de transporte intracelular, presentan
defectos de CD por pérdida de uniones adherentes en las capas epiteliales
laterales (Rab11, Roeth et al., 2009) o en el LE (Rab30, Thomas et al., 2009). El
grupo del Dr. Noselli en Niza, (Francia), ha determinado que la expresión de