Síntesis del proyecto_x000D_ El betaglicano (BG), también conocido como el receptor tipo III del Transforming Growth Factor-beta (TGF-beta), es un co-receptor del TGF-beta, la inhibina y la activina, miembros de la llamada “superfamilia del TGF-beta”. Por mucho tiempo se consideró que las funciones del BG se limitaban a modular el acceso del TGF-beta y de la activina a sus receptores de señal (los receptores tipo I y II). No obstante, el fenotipo del ratón carente del gene del BG (BG-KO) demostró que este “receptor accesorio” es un regulador indispensable para el desarrollo embrionario de los sistemas cardiovascular, hematopoyético, esquelético y hepático y sugirió que el BG posee funciones moleculares aun no reveladas por los estudios in vitro y en cultivo de tejidos. Estos hallazgos representaron un nuevo y estimulante desafío para nuestro grupo de investigación, el cual ha contribuido significativamente al entendimiento del BG. De ahí que aprovechando una estancia sabática y un donativo previo del PAPIIT, decidí incursionar en el campo de la biología del desarrollo, con la convicción de que solo con este abordaje experimental se podría explicar molecularmente como la carencia de BG se traduce en defectos del desarrollo y con ello descubrir nuevas funciones para este receptor._x000D_ El abordaje experimental inicial consistió en emplear al pez cebra (Danio rerio) para investigar si la falta del BG en esta especie también afectaría el desarrollo del sistema cardiovascular. Para ello se inyectaron embriones recién fertilizados con dos distintos “morfolinos” contra BG (secuencias antisentido, resistentes a nucleasas, diseñadas para reducir la expresión génica del BG a nivel del “splicing” y la traducción), y se estudiaron las malformaciones (“fenotipos”) resultantes a diversas etapas de la embriogénesis del pez cebra. Además de encontrar un fenotipo cardiaco en embriones de 4-5 días post-fertilización (dpf), el hallazgo mas sobresaliente fue descubrir que la disminución de BG durante las etapas embrionarias tempranas afecta el desarrollo cerebral. Este insospechado fenotipo se manifiesta por defectos estructurales en cerebro medio y posterior (“fenotipo MHB”, mid-hind-brain phenotype) evidentes desde las primeras 24 horas post-fertilización (hpf). La exploración preliminar de este fenotipo reveló que la falta del BG también afecta la migración axonal de los nervios craneales (mas detalles en los Antecedentes)._x000D_ De ahí que el objetivo principal de esta propuesta de investigación sea caracterizar este novedoso y relevante fenotipo y explorar si también se presenta en otras especies vertebradas, particularmente el ratón (el BG no se expresa en especies invertebradas como D. melanogaster o C. elegans)._x000D_ Específicamente, el proyecto contempla: _x000D_ 1. Caracterizar el fenotipo MHB causado por los morfolinos anti-BG en el pez cebra, explorando como se afecta la expresión de los genes del “fgf8 synexpression group”._x000D_ 2. Rescatar el fenotipo mediante la coinyección de los morfolinos con mRNAs del BG silvestre y sus mutantes._x000D_ 3. Determinar la expresión del BG en el cerebro embrionario de ratón._x000D_ 4. Determinar si hay un fenotipo cerebral parecido al del pez cebra en el ratón KO de BG. _x000D_ Con este proyecto intento completar cabalmente estos promisorios e importantes hallazgos preliminares y con ello empezar a contestar una pregunta biológica relevante: cuales son las funciones, caracterizadas o no, del betaglicano que contribuyen al desarrollo embrionario del cerebro vertebrado. Contar con el financiamiento para este proyecto será fundamental para llevar estos hallazgos preliminares al punto de ser publicables y con ello consolidar la aún frágil e inacabada transición de mi grupo de investigación hacia las metodologías de la biología del desarrollo. Transición indispensable para permitirnos el abordaje integral, in vivo e in vitro, de preguntas biológicas relevantes. Todo lo anterior redundará en beneficio para mis estudiantes, presentes y futuros, que participen en estas investigaciones. Afortunadamente al momento ya se han incorporado formalmente al postgrado dos (Abril Ruiz y Georgina Victoria) y otra más está solicitando admisión. _x000D_

Factibilidad, relevancia y originalidad del proyecto_x000D_ Es claro que la presente propuesta es factible pues se basa en datos preliminares sólidos obtenidos por el investigador responsable durante su estancia sabática en el Salk Institute. La incipiente experiencia del investigador principal en los temas y metodologías de la biología del desarrollo, será complementada y nutrida por la de los participantes del proyecto (Drs. Diana Escalante, Enrique Salas, Ernesto Maldonado y Andrés Kamaid), quienes han hecho carrera en esta área de la biología._x000D_ Es pertinente mencionar que el solo esclarecimiento de las funciones in vivo del betaglicano serían suficientes para justificar la relevancia y originalidad del proyecto, sin embargo el hecho de que tales funciones participen en el desarrollo del cerebro de los vertebrados les hace aun mas sobresalientes. Finalmente, el proyecto es ambicioso pues intenta hacer un abordaje integral de una pregunta biológica relevante, contribuyendo a la formación de recursos humanos con una visión amplia y mas cercana a lo que es la biología experimental de frontera contemporánea._x000D_