He estado leyendo sobre el trabajo de Townes y Holtfreter en 1955, en el que las células se disocian de un blastocisto en una solución alcalina, luego se mezclan y se reagregan espontáneamente según el tipo, de modo que las células epidérmicas alrededor del exterior y las células de la placa neural en el medio.
Entiendo lo suficiente sobre la adhesión celular para entender por qué las células parecerán atraer células de su propio tipo, pero me gustaría saber cómo pueden detectar inicialmente en qué convertirse y dónde se necesitan de forma especializada, sin que algo actúe como un cerebro. diciéndoles en qué convertirse y adónde ir.
Si la selección de los tipos disponibles es aleatoria, como sospecho, ¿qué sucede con los blastocistos con demasiado tejido epidérmico o viceversa? Me cuesta imaginar cómo pueden desarrollarse organismos como este sin que algo tome la iniciativa y coordine activamente qué va a dónde.
La diferenciación celular, el destino celular y el mapeo celular es una interacción de estrategias/programas evolutivos accesibles y respuestas a señales ambientales dinámicas como hormonas especializadas (p. ej., morfógenos) y parámetros y restricciones físicos. Eso es decirlo muy ampliamente. Es un tema complejo, si los ensayos PLOS de L. Wolpert son una indicación. Compilé algunos enlaces para que comiences.
Específicamente, reevaluando el tema de su experimento clásico citado son R. Moore et al :
Los experimentos clásicos de clasificación de células realizados por Townes y Holtfreter describieron la propensión intrínseca de las células embrionarias disociadas a autoorganizarse y reconciliarse en sus capas germinales embrionarias originales con un posicionamiento histotípico característico. Steinberg presentó la hipótesis de la adhesión diferencial para explicar estos fenómenos de patrones...
Con respecto a: ...sin que algo tome la iniciativa y coordine activamente...
Con la corazonada de que no estás hablando de complejidad, atractores y polaridad, me gustaría compartir algunas palabras. Puede ignorarlos por completo si lo desea.
Mi experiencia personal (de mi país) es que pocos biólogos profundizan en "esa" rama de EvoDevo, porque una comprensión profunda implica cálculo, modelado y una habilidad para la biología teórica. Sin embargo, afaik pocos lucharon por comprender la lógica evolutiva de hacer un organismo basado solo en los capítulos del libro de Albert .
Ver :
Personalmente, recomiendo los artículos de autoría/coautoría de G. Müller:
(acceso abierto) http://homepage.univie.ac.at/gerhard.mueller/publications-papers.html
Descargo de responsabilidad : no estoy especializado en el campo de EvoDevo o biología teórica.
Las opiniones expresadas aquí son mías.
Me gustaría agregar a la buena respuesta de Lo Sauer, pero dar una perspectiva ligeramente diferente.
A lo que usted se refirió como el "cerebro" de la célula, es principalmente su programa regulador. Una forma abstracta de pensar en el programa regulador es como una computadora, o una función matemática, que recibe información (en forma de moléculas de señal dentro y fuera de la célula) y calcula una salida (comportamiento, qué genes/proteínas activar, por ejemplo). ) basado en esta entrada. Por lo general, así es como las células toman decisiones, tanto en la diferenciación como cuando reaccionan al entorno.
Por supuesto, la parte realmente interesante es cómo se implementa el programa regulatorio. Parece que la mayor parte está codificada en el ADN, aunque también hay un papel importante para los factores epigenéticos (factores no ADN que se heredan de los cigotos). Como puede imaginar, este programa regulatorio es muy complejo y está siendo estudiado por muchos grupos, en su mayoría utilizando técnicas genómicas experimentales y computacionales. Actualmente está lejos de ser entendido a un nivel integral.
Puede leer sobre ejemplos simples específicos en algunos de los lugares que mencionó Lo Sauer, por ejemplo, la formación de patrones/segmentación de embriones de Drosophila.