Participación de Gaq en el desarrollo embrionario temprano de xenopus laevis.

Abstract

El desarrollo embrionario es un proceso complejo que involucra diferentes vías de señalización y una de éstas es la vía de señalización Wnt/Frizzled (W-F). En Xenopus laevis la vía de señalización W-F determina el eje dorso-ventral del embrión, regulando la generación de gradientes de proteínas que definen la región dorsal del embrión. Recientemente, se han realizados valiosos aportes que han permitido clasificar la vía de señalización Wnt-Frizzled en tres cascadas diferentes: Wnt/-catenina, Wnt/PCP y Wnt/Ca2+. Las tres vías participan regulada y coordinadamente durante el desarrollo embrionario. La vía de señalización no canónica Wnt-Calcio (Wnt-Ca2+) está implicada en la especificación de la cara ventral de los embriones, la cual actuaría antagonizando la vía de señalización canónica. Considerando que los receptores Frizzled forman parte de los receptores acoplados a proteínas G y que la activación de la cascada del fosfatidilinositol (PI) regula las expresión de genes específicos que determinan el mesodermo dorsal, creemos interesante explorar la participación de proteínas G en este proceso. Basado en lo anterior se hipotetizó que Gq participa en el desarrollo del mesodermo durante la embriogénesis temprana de Xenopus laevis. Para dar respuesta a esta hipótesis se estudió el efecto de la sobrexpresión de xlGq-wt en el desarrollo embrionario de Xenopus laevis. Los resultados muestran que la sobrexpresión de xlGq-wt causa un fenotipo similar al descrito para la sobrexpresión del receptor de serotonina 5HT1c (receptor que se acopla a la familia de Gq), y similar al obtenido por la sobrexpresión de Wnt-5A y Rfz-2, afectando notoriamente el desarrollo del mesodermo dorsal y produciendo un acortamiento del eje antero-posterior (A-P). Concordantemente, la sobrexpresión de xlGq-wt inhibió la expresión de los marcadores de mesodermo dorsal goosecoide y chordin y los marcadores neurales otx2, xbf1 y en2. Adicionalmente, la activación de la xlGq endógena, mediante la expresión y posterior activación del receptor muscarínico M1 muestra un fenotipo similar al causado por la sobrexpresión de xlGq-wt donde también se observó un fenotipo ventralizado. Por otro lado, se analizó el efecto de la depleción funcional de xlGq mediante el uso de oligos morfolinos. Los resultados mostraron que probablemente existe un efecto posteriorizante en el desarrollo embrionario de Xenopus laevis, lo cual fue confirmado por el uso de la mutante dominante negativa GqN246M248AA. Finalmente los estudios de co-expresión de Wnt8 y M1R/ligando mostraron que xlGq está antagonizando la vía de señalización Wnt canónica, (activada por sobrexpresión de Wnt8), río arriba de -catenina. Todos estos datos apoyan fuertemente la hipótesis que xlGq está participando en el desarrollo embrionario de Xenopus laevis regulando el plano A-P (antero-posterior) y D-V (dorso-ventral) del embrión.