Informe final del proyecto: Nuevo mecanismo de percepción del oxígeno en el cerebro en desarrollo

Abstract

Nuestro proyecto pertenece al campo de estudios que busca comprender cómo la hipoxia (un nivel de oxígeno relativamente bajo) influye el desarrollo del cerebro. Se sabía que normalmente la hipoxia participa en el control de las células madre. Propusimos que sería ventajoso incorporar a estos estudios la mosca Drosophila. Previamente habíamos demostrado que en Drosophila, como en otros organismos, la zona del cerebro donde reside la mayoría de las células madre está en condiciones de hipoxia, pero nuestros datos indicaban que esto no activaba la respuesta “tradicional” a la hipoxia, mediada por el factor HIF. Esto nos sugirió que aquí existiría un mecanismo alternativo de percepción del oxígeno y el estudio de la literatura científica nos llevó a postular que la proteína guanilato ciclasa soluble atípica (asGC) podría actuar como sensor del oxígeno en las células madre. Para investigar esta hipótesis, nuestro abordaje combinó métodos bien probados con otros muy nuevos y ambiciosos, lo cual impuso riesgos relativamente altos. Usaríamos hibridación in situ para investigar la expresión de la asGC en el cerebro, investigaríamos si la falta de función de la asGC interfería con el desarrollo normal del cerebro, construiríamos moscas transgénicas para expresar en el cerebro un biosensor fluorescente de cGMP (molécula utilizada como señal por la asGC), estudiaríamos la actividad del sensor usando microscopía multifotónica e hiperespectral y análisis de fasores y registraríamos la actividad del sensor en animales expuestos a distintos niveles de oxígeno. Los resultados indican que la asGC es necesaria para el desarrollo normal del cerebro. El producto más innovativo del proyecto es quizás una cepa de Drosophila transgénica que por primera vez permite expresar en organismos multicelulares un biosensor de cGMP bajo el control de un elemento UAS. Esta nueva herramienta queda a disposición de la comunidad científica mundial.