El pez fluido: encontrada por primera vez en biología una transición de fase

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embrión de pez cebra

Durante el desarrollo, partes de pez cebra se vuelven líquidas

Unos investigadores han documentado por primera vez un organismo vivo que pasa por una fase líquida durante su desarrollo.

En un estudio en la revista Nature Cell Biology, un grupo de científicos liderado por Carl-Philipp Heisenberg del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria muestra que las células del pez cebra embrionario (Danio rerio) se convierten temporalmente en un líquido a medida que crece el embrión.

"Se predijo por la teoría y los modelos que podría suceder tal transición de fluidez, pero aquí mostramos por primera vez que ocurre en un organismo real y vivo", dice la autora principal Nicoletta Petridou.

La yema de los huevos de pez cebra se cubre con un blastodermo, una delgada capa de tejido. A medida que el huevo se desarrolla, el blastodermo forma una cúpula o domo. Al someter a pruebas el tejido a lo largo del desarrollo del embrión, el equipo encontró que durante la fase de "domo", el tejido en su centro se convierte de repente en un fluido.

Los investigadores explican que la fluidez ocurre cuando las células se dividen rápidamente. Las células normalmente están conectadas a sus vecinas, pero durante esta fase de cambio masivo, se vuelven efectivamente flotantes.

En el estudio, Heisenberg y su equipo determinan la fluidez probando la tasa de deformación del tejido bajo presión. El tejido más viscoso se deforma menos rápidamente que el líquido.

"Este es un cambio mecánico y no bioquímico", explica Petridou. "El embrión está programado para dividirse, no puede escapar".

fluidización

Imagen de arriba: Las células pierden contactos entre sí durante la fluidización. Las células permanecen en estrecho contacto cuando se deteriora la fluidización. (rojo/verde - membrana celular, azul - núcleo, cian - fluido intersticial entre células) © Nicoletta Petridou

Obviamente, el organismo entero no puede volverse líquido, sin embargo. La fluidez ocurre solo en el centro y solo por un corto tiempo. Los investigadores encontraron que "la vía de señalización Wnt no canónica", un tipo de comunicación celular que involucra proteínas, prohíbe que también se vuelvan líquidas las células en los bordes del embrión.

"La señalización Wnt no canónica mantiene las células conectadas y permite que los márgenes embrionarios eviten la fluidización. Creemos que el valor predeterminado del tejido es volverse fluido, pero la señalización evita que áreas específicas se conviertan en líquido", dice Petridou.

Los investigadores dicen que podrían haber encontrado el primer ejemplo conocido en un organismo de transición de fase, un concepto en física que describe un cambio en la estructura de la materia, como cuando el agua pasa de un estado sólido congelado a un líquido y luego a un vapor.

"Llamamos al fenómeno observado en el pez cebra 'transición de fluidez' ya que no estamos seguros de que sea, de hecho, una transición de fase en el verdadero sentido de la física", dice Petridou.

"Sin embargo, estamos trabajando más para definir si se trata de una transición de fase. "Las transiciones de fase pueden ocurrir en redes moleculares, pero aún no sabemos si pueden ocurrir en un tejido o en un embrión".

Artículo científico: Fluidization-mediated tissue spreading by mitotic cell rounding and non-canonical Wnt signalling

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