{"id":10564,"date":"2019-10-16T22:47:20","date_gmt":"2019-10-16T20:47:20","guid":{"rendered":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/?p=10564"},"modified":"2019-11-14T23:04:52","modified_gmt":"2019-11-14T22:04:52","slug":"recreant-la-biologia-del-desenvolupament-en-una-placa-de-petri","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/recreant-la-biologia-del-desenvolupament-en-una-placa-de-petri\/","title":{"rendered":"Recreant la biologia del desenvolupament en una placa de Petri"},"content":{"rendered":"

Miki Ebisuya<\/strong>\u00a0va crear el seu grup de recerca al Laboratori Europeu de Biologia Molecular \u2013 Barcelona (EMBL Barcelona)<\/a> ara fa un any. No obstant, no ha sigut fins aquest estiu passat que s’ha d’acabat instaurat el seu grup al 100%. \u00abUn dels meus investigadors post-doctorals (que \u00e9s tamb\u00e9 el meu marit) ha estat mantenint el grup al Jap\u00f3 al llarg d’aquest any, acabant de tancar alguns temes i traslladant-los aqu\u00ed. Ell va arribar a Barcelona fa tot just dos mesos\u00bb, comenta Ebisuya.<\/p>\n

 <\/p>\n

Equipament especial<\/strong><\/h2>\n

Els microscopis que han arribat a la 4a planta del Parc de Recerca Biom\u00e8dica de Barcelona (PRBB)<\/a> – on es troba EMBL Barcelona<\/a> – no s\u00f3n convencionals. \u00abDisposem de microscopis confocals tradicionals, per\u00f2 tamb\u00e9 d’un\u00a0microscopi personalitzat\u00a0<\/strong>que hem desenvolupat conjuntament amb la companyia Olympus al Jap\u00f3. \u00c9s per aix\u00f2 que estem esperant a que aquesta companyia japonesa vingui i ho instal\u00b7li; la seu europea d’aquesta companyia no ven aquests microscopis\u00bb, explica la l\u00edder del grup.<\/p>\n

El que fa aquest microscopi especial \u00e9s que\u00a0detecta bioluminisc\u00e8ncia<\/strong>, enlloc de fluoresc\u00e8ncia, que \u00e9s la manera m\u00e9s habitual de marcar c\u00e8l\u00b7lules vives.<\/p>\n

La bioluminisc\u00e8ncia – el mateix que les cuques de llum utilitzen per brillar – no necessita d’excitaci\u00f3. Es tracta d’una reacci\u00f3 enzim\u00e0tica que catalitza l’oxidaci\u00f3 del substrat luciferina, generant llum. Pel grup, la bioluminisc\u00e8ncia t\u00e9 avantatges interessants.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00abUtilitzem un microscopi personalitzat que hem desenvolupat conjuntament amb la companyia Olympus al Jap\u00f3, que detecta bioluminisc\u00e8ncia enlloc de fluoresc\u00e8ncia\u00bb<\/p><\/blockquote>\n

 <\/p>\n

\u00abUna de les coses que estem estudiant s\u00f3n les oscil\u00b7lacions (gens que passen d’un estat actiu a un inactiu de manera c\u00edclica)<\/strong>, i aix\u00f2 es percep com polsos de llum, ja que quan un gen en concret s’expressa, el senyal de bioluminisc\u00e8ncia augmenta. Degut a que la periodicitat dels cicles que estudiem \u00e9s breu (es repeteixen cada 2-5h), no podem utilitzar prote\u00efnes fluorescents, com la GFP, ja que tenen una vida mitja de unes 24h! Si ho f\u00e9ssim, quan aparegu\u00e9s el seg\u00fcent pols, encara estariem veient la llum del primer… I si desestabilitzem la prote\u00efna fluorescent, el senyal es torna massa d\u00e8bil com per a ser detectat\u00bb, explica la l\u00edder del grup. Per sort, la bioluminisc\u00e8ncia no genera soroll de fons com s\u00ed ho fa la fluoresc\u00e8ncia, de manera que el temps d’exposici\u00f3 es pot allargar entre 5 i 10 minuts. Aix\u00f2 significa que fins i tot un senyal d\u00e8bil pot ser detectat.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00abCreant\u00bb biologia per a entendre’n els principis<\/strong><\/h2>\n

El laboratori se centra en la\u00a0biologia sint\u00e8tica del desenvolupament<\/strong><\/a>. La meitat del laboratori intenta reconstituir mecanismes de desenvolupament artificialment, mentre que l’altra meitat intenta recrear mecanismes de desenvolupament\u00a0in vitro<\/em>, mitjan\u00e7ant c\u00e8l\u00b7lules mare. En ambd\u00f3s casos, l’objectiu \u00e9s el mateix:\u00a0entendre els principis que hi ha rere aquests mecanismes de desenvolupament<\/strong> utilitzant sistemes\u00a0in vitro<\/em>. Han estat treballant en quatre procediments:<\/p>\n

1- Trencament de la simetria\u00a0<\/a><\/p>\n

2- Formaci\u00f3 de patrons<\/a><\/p>\n

3- Deformaci\u00f3 de teixits<\/p>\n

4- Oscil\u00b7lacions<\/p>\n

 <\/p>\n

La meitat del laboratori intenta reconstituir artificialment mecanismes de desenvolupament, mentre que l’altra meitat intenta recrear mecanismes de desenvolupament\u00a0in vitro<\/em>, mitjan\u00e7ant c\u00e8l\u00b7lules mare<\/p><\/blockquote>\n

 <\/p>\n

1. Trencament de la simetria\u00a0<\/strong><\/p>\n

Els primers dos temes els va comen\u00e7ar a treballar Ebisuya quan encara estava al Jap\u00f3. Per al primer, van utilitzar c\u00e8l\u00b7lules CHO (unes c\u00e8l\u00b7lules d’hamster sovint utilitzades per cultius cel\u00b7lulars), les quals no disposen d’un mecanisme endogen de trencament de simetria intercel\u00b7lular. Els investigadors\u00a0van introdu\u00efr un circuit gen\u00e8tic artificial basat en la senyalitzaci\u00f3 Delta-Notch<\/strong> (coneguda per estar involucrada en la divisi\u00f3 cel\u00b7lular<\/a> asim\u00e8trica) i van aconseguir que aquestes c\u00e8l\u00b7lules es dividissin en dos tipus cel\u00b7lulars expressant marcadors diferents. Amb aquest experiment,\u00a0el grup ha demostrat que el sistema Notch no \u00e9s nom\u00e9s necessari, sin\u00f3 suficient per a generar un trencament de la simetria en la divisi\u00f3 cel\u00b7lular<\/strong>. Recrear el fenotip artificialment \u00e9s la prova definitiva del mecanisme que hi ha darrere. \u00abTamb\u00e9 hem apr\u00e8s quelcom nou, ja que alguns components del sistema no actuen de la manera esperada\u00bb, afegeix Ebisuya.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00abRecrear el fenotip artificialment \u00e9s la prova definitiva del mecanisme que hi ha darrere\u00bb<\/p><\/blockquote>\n

 <\/p>\n

2. Formaci\u00f3 de patrons<\/strong><\/p>\n

Els patrons s\u00f3n b\u00e0sics en desenvolupament; per exemple, les nostres mans segueixen un patr\u00f3<\/a> (dit, espai, dit, espai, dit, espai, i aix\u00ed fins a cinc). El segon projecte del laboratori era\u00a0recrear un patr\u00f3 cel\u00b7lular\u00a0sint\u00e8tic<\/strong>. Aquest cop, van utilitzar c\u00e8l\u00b7lules de mam\u00edfer HEK293 a les quals van\u00a0introdu\u00efr un circuit gen\u00e8tic que representa el sistema de reacci\u00f3-difusi\u00f3<\/strong>, un model matem\u00e0tic que explica com la interacci\u00f3 de diverses mol\u00e8cules difusibles pot donar lloc a patrons d’espai.<\/p>\n

Amb aquest nou circuit,\u00a0les c\u00e8l\u00b7lules comencen a comunicar-se les unes amb les altres<\/a> enviant senyals que activen a les seves ve\u00efnes i inhibeixen aquelles c\u00e8l\u00b7lules que es troben m\u00e9s lluny<\/strong>. Aix\u00f2 genera un patr\u00f3 d’\u00e0rees en positiu i negatiu (\u00e9s a dir, \u00e0rees en les que un gen \u00e9s expressat o inhibit). Els sistema de reacci\u00f3-difusi\u00f3 \u00e9s conegut per estar involucrat en aquest proc\u00e9s, i les simulacions computacionals ho han provat durant molt temps – per\u00f2 \u00abcrear-ho des de zero, amb c\u00e8l\u00b7lules, gens i prote\u00efnes reals, \u00e9s una altra historia\u00bb, comenta Ebisuya.<\/p>\n

 <\/p>\n

3. Deformaci\u00f3 de teixits<\/strong><\/p>\n

Tant el trencament de la simetria com la formaci\u00f3 de patrons s\u00f3n essencials en el desenvolupament, per\u00f2 es tracta de mecanismes uni o bidimensionals. I el desenvolupament es d\u00f3na en 3D<\/strong>, de manera que el grup intenta ara\u00a0manipular la forma dels teixits<\/a><\/strong>. Estan utilitzant\u00a0l\u00e0mines de c\u00e8l\u00b7lules epitelials en un gel amb l’objectiu de doblegar aquesta l\u00e0mina<\/strong>. De la mateixa manera que amb els projectes anteriors, el que vol el grup \u00e9s provar la sufici\u00e8ncia dels mecanismes que es coneixen actualment (en aquest cas, la constricci\u00f3 apical) i si s’escau descobrir-ne de nous.<\/p>\n

 <\/p>\n

4. Oscil\u00b7lacions: el problema de \u00abel temps de l’elefant, el temps del ratol\u00ed\u00bb<\/strong><\/p>\n

Una altra part del laboratori utilitza c\u00e8l\u00b7lules mare<\/a> per recapitular mecanismes naturals del desenvolupament, en comptes de reconstituir-los des de zero. \u00abEncara \u00e9s\u00a0in vitro<\/em>\u00ab, somriu la l\u00edder del grup, \u00abtan sols una mica menys artificial\u00bb.<\/p>\n

La cient\u00edfica recorda llegir,\u00a0a l’institut, un llibre japon\u00e8s titulat\u00a0El temps de l’elefant, el temps del ratol\u00ed<\/strong><\/em>. Aquest llibre li va ensenyar que\u00a0diferents esp\u00e8cies tenen diferents cicles temporals<\/strong>; els animals m\u00e9s grans viuen m\u00e9s temps, el seu cor batega m\u00e9s lent, el per\u00edode de gestaci\u00f3 \u00e9s m\u00e9s llarg… \u00abDesgraciadament, el llibre no em responia el per qu\u00e8, de manera que les preguntes es van quedar amb mi\u00bb, recorda la bi\u00f2loga.<\/p>\n

 <\/p>\n

Les diferents esp\u00e8cies tenen diferents cicles temporals; els animals m\u00e9s grans solen viure m\u00e9s, per\u00f2 no se sap per qu\u00e8. Mitjan\u00e7ant c\u00e8l\u00b7lules mare, el laboratori intenta recapitular aquests mecanismes en diferents esp\u00e8cies in<\/em> vitro<\/em>, i comparar-les en les mateixes condicions.<\/p><\/blockquote>\n

 <\/p>\n

\u00abSempre he pensat que aquest era un problema molt dif\u00edcil d’estudiar, ja que\u00a0\u00e9s complicat comparar qu\u00e8 succee\u00efx en diferents esp\u00e8cies quan ens trobem amb ambients corporals tan diversos<\/strong>; diferent nombre de c\u00e8l\u00b7lules, nutrici\u00f3<\/a>, etc. Ara per ara, gr\u00e0cies a les c\u00e8l\u00b7lules mare pluripotents indu\u00efdes (iPS) i a les c\u00e8l\u00b7lules mare embrion\u00e0ries (ES)<\/a>, podem recapitular aquests mecanismes en diferents esp\u00e8cies\u00a0in vitro<\/em>, i comparar-les entre elles sota les mateixes condicions en cultius cel\u00b7lulars\u00bb, confirma Ebisuya.<\/p>\n

Actualment, el grup d’Ebisuya est\u00e0 estudiant el\u00a0rellotge de segmentaci\u00f3<\/strong>, un tipus d’oscil\u00b7laci\u00f3 que t\u00e9 lloc durant el desenvolupament. Curiosament, el temps d’oscil\u00b7laci\u00f3 del rellotge de segmentaci\u00f3 hum\u00e0 va m\u00e9s lent que el de ratol\u00ed.\u00a0El laboratori utilitza c\u00e8l\u00b7lules mare pluripotents d’hum\u00e0 i ratol\u00ed per a recapitular els rellotges de segmentaci\u00f3\u00a0in<\/em><\/strong> vitro<\/strong><\/em>, estudiant aix\u00ed la causa de les difer\u00e8ncies entre esp\u00e8cies en quant a temps biol\u00f2gics. \u00abEl nostre \u00faltim objectiu seria modificar quelcom en c\u00e8l\u00b7lules humanes i aconseguir que adquireixin el mateix cicle temporal que un ratol\u00ed, i viceversa. Aix\u00f2 significaria que hem ent\u00e8s els principis amagats rere aquestes difer\u00e8ncies\u00bb, conclou la investigadora japonesa.<\/p>\n

 <\/p>\n

La uni\u00f3 Barcelona-Jap\u00f3<\/strong><\/h2>\n

Ebisuya est\u00e0 bastant assentada a Barcelona. \u00abEncara m’impressiona la bellesa del PRBB<\/a> i els grups tan interessants que hi ha aqu\u00ed\u00bb, diu. Per\u00f2 aix\u00f2 no significa que s’oblidi dels seus or\u00edgens.<\/p>\n

 <\/p>\n

\u00abEncara m’impressiona la bellesa del PRBB i els grups tan interessants que hi ha aqu\u00ed\u00bb
\nMiki Ebisuya<\/strong><\/p><\/blockquote>\n

 <\/p>\n

En un intent de, per una part, mantenir el contacte amb els seus antics companys al Jap\u00f3 i, per l’altra part, con\u00e8ixer als seus nous ve\u00efns, Ebisuya ha organitzat la\u00a0Trobada Jap\u00f3-Barcelona sobre Morfog\u00e8nesi en 3D<\/strong><\/a>, que\u00a0tindr\u00e0 lloc al PRBB els dies 21 i 22 d’octubre<\/strong>. La investigadora anima al personal del PRBB, aix\u00ed com a la gran comunitat d’investigadors de Barcelona, a assistir-hi. \u00ab\u00c9s gratu\u00eft, per\u00f2 cal registrar-se a trav\u00e9s del web\u00bb<\/a>, informa la l\u00edder del grup.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"The
El p\u00f2ster de la trobada l’ha dissenyat Nuria Taberner Carretero, anterior investigadora postdoctoral al laboratori d’Ebisuya.<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

La jove l\u00edder de grup explica tamb\u00e9 els motius que hi ha rere aquesta trobada: \u00abEl Jap\u00f3 \u00e9s un pa\u00efs molt a\u00efllat, i degut a la geografia i a la barrera de l’idioma, \u00e9s molt complicat comunicar-se amb investigadors d’altres parts del m\u00f3n… Per\u00f2 existeixen molts investigadors interessants all\u00e0 – aix\u00ed com aqu\u00ed a Barcelona. Aix\u00ed que vaig voler organitzar un esdeveniment on es poguessin trobar!\u00bb.<\/p>\n

 <\/p>\n

Ebisuya anima al personal del PRBB, aix\u00ed com a la gran comunitat cient\u00edfica de Barcelona, a assistir a la pr\u00f2xima Trobada Jap\u00f3-Barcelona sobre Morfog\u00e8nesi en 3D<\/a>.<\/p><\/blockquote>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

Constru\u00efnt una comunitat<\/strong><\/h2>\n

Ebisuya est\u00e0 molt interessada en crear comunitats. Al PRBB ha trobat bons col\u00b7laboradors, com\u00a0Jordi Garcia Ojalvo<\/strong>, del\u00a0Departament de Ci\u00e8ncies Experimentals i de la Salut, Universitat Pompeu Fabra (DCEXS-UPF)<\/a>. \u00abConeixia la seva feina, per\u00f2 no era conscient que estava al mateix edifici! De fet, creia que estava als EEUU, ja que col\u00b7labora amb molts laboratoris americans\u00bb, admet. Garcia Ojalvo \u00e9s el seu col\u00b7laborador ideal, afegeix: t\u00e9 coneixements sobre oscil\u00b7lacions i est\u00e0 bastant familiaritzat amb la biologia sint\u00e8tica. \u00abEst\u00e0 molt ocupat, per\u00f2,\u00a0gr\u00e0cies a que estem al mateix edifici<\/strong>, puc apropar-me al seu despatx i parlar ni que sigui cinc minuts. Aix\u00f2\u00a0ha facilitat la nostra col\u00b7laboraci\u00f3<\/strong> i, de fet, hem publicat un preprint a bioRxiv<\/a> ja!\u00bb, explica la cient\u00edfica.<\/p>\n

Ebisuya tamb\u00e9 forma part d’una nova s\u00e8rie mensual de seminaris, el club de biologia del desenvolupament, amb grups de l’EMBL, el DCEXS-UPF, el Centre de Regulaci\u00f3 Gen\u00f3mica (CRG)<\/a> i l’Institut Hospital del Mar d’Investigacions M\u00e8diques (IMIM)<\/a>. \u00ab\u00c9s molt positiu con\u00e8ixer els meus ve\u00efns!\u00bb, conclou Ebisuya.<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Miki Ebisuya \u00e9s una jove cap de grup a l’EMBL Barcelona, l’\u00faltima instituci\u00f3 en unir-se al PRBB. Ens explica com treballen amb biologia sint\u00e8tica al seu laboratori, amb la finalitat de reconstitu\u00efr processos de desenvolupament in vitro.<\/p>\n","protected":false},"author":9,"featured_media":11108,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[26],"tags":[307,427,277,279,291],"new-type":[38,35],"class_list":["post-10564","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-recerca","tag-biologia-sintetica","tag-cellules-mare","tag-desenvolupament","tag-embl-barcelona-ca","tag-perfil-de-grup","new-type-a-fons","new-type-noticies"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10564","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/9"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10564"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10564\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10600,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10564\/revisions\/10600"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11108"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10564"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10564"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10564"},{"taxonomy":"new-type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ellipse.prbb.org\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/new-type?post=10564"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}