PLOS Biology January 30, 2024

T Navarro, A Lannini, M Neto, A Campoy-Lopez, J Muñoz-García, P S. Pereira, S Ares, F Casares

Abstract

Biological processes are intrinsically noisy, and yet, the result of development—like the species-specific size and shape of organs—is usually remarkably precise. This precision suggests the existence of mechanisms of feedback control that ensure that deviations from a target size are minimized. Still, we have very limited understanding of how these mechanisms operate. Here, we investigate the problem of organ size precision using the Drosophila eye. The size of the adult eye depends on the rates at which eye progenitor cells grow and differentiate. We first find that the progenitor net growth rate results from the balance between their proliferation and apoptosis, with this latter contributing to determining both final eye size and its variability. In turn, apoptosis of progenitor cells is hampered by Dpp, a BMP2/4 signaling molecule transiently produced by early differentiating retinal cells. Our genetic and computational experiments show how the status of retinal differentiation is communicated to progenitors through the differentiation-dependent production of Dpp, which, by adjusting the rate of apoptosis, exerts a feedback control over the net growth of progenitors to reduce final eye size variability.

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002450

  • Un estudio liderado por investigadores del CSIC identifica el mecanismo que ajusta el número de células que se diferencian para formar un órgano, asegurando el tamaño adecuado del mismo.
  • El trabajo utiliza el ojo de Drosophila, la mosca del vinagre, como un "aparato óptico" biológico de referencia

Dos equipos de investigación de la conexión lifeHUB del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) liderados por Fernando Casares en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD-CSIC/UPO/JA), y por Saúl Ares en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) han descubierto un mecanismo por el cuál las células indiferenciadas (células madre) que van a dar origen a los distintos tipos celulares de un órgano concreto se producen en una cantidad que se ajusta al número de células que se diferencian. De esta forma, el tamaño final del órgano tiene poca variabilidad, es decir, es consistente. El trabajo, con la participación de investigadores del Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos (GISC) en la Universidad Carlos III de Madrid, y del I3S de la Universidad de Oporto, se ha publicado en la revista PLOS Biology.

Saúl AresSaúl Ares

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