Goosecoid (GSC) es una proteína homeobox que está codificada por el gen GSC. Como otras proteínas homeobox, la goosecoide funciona como un factor de transcripción involucrado en la morfogénesis . En Xenopus, se cree que el gen homeobox goosecoide juega un papel crucial en el fenómeno del Organizador de Spemann . [5]A través del rastreo del linaje y la microscopía de lapso de tiempo, se pudieron observar los efectos de GSC en el destino de las células vecinas. En un experimento que inyectó células con GSC y observó los efectos de las células no inyectadas, GSC reclutó células vecinas no inyectadas en el labio blastoporo dorsal de la gástrula de Xenopus para formar un eje dorsal gemelo, lo que sugiere que la proteína Goosecoid juega un papel en la regulación y migración. de células durante la gastrulación. [6] [5]
Sin embargo, todavía no se comprende completamente cómo GSC lleva a cabo esta función organizativa. Los errores en la formación de la proteína goosecoide en ratones y humanos tienen una variedad de consecuencias en el desarrollo del embrión, típicamente en regiones de derivados de células de la neuro cresta, las articulaciones de la cadera y el hombro y el desarrollo craneofacial. Se pensaba que la baja estatura, la atresia del canal auditivo, la hipoplasia mandibular y las anomalías esqueléticas (SAMS) eran un trastorno del desarrollo autosómico recesivo poco común , pero a través de la secuenciación del exoma completo, se descubrió que SAMS es el resultado de una mutación del gen GSC. [7] Los datos recopilados de la secuenciación del exoma completo, así como la presentación fenotípica de SAMS, indican que en los mamíferos, la proteína goosecoide participa en la regulación y migración del destino de las células de la neuro cresta y otros patrones mesodérmicos, en particular articulaciones como los hombros y las caderas. [8]
El gen GSC define la especificación del destino celular de la cresta neural y contribuye al patrón dorsal-ventral. La sobreactivación en Xenopus promueve la migración dorso-anterior y la dorsalización del tejido mesodérmico de las células junto con BMP-4. [9] Por el contrario, el análisis de pérdida de funciones previno indirectamente la formación de la cabeza en Xenopus [10] y los defectos de la cabeza en el pez cebra. [11] Aunque los estudios de knock-out en ratones mostraron que el gen GSC no es necesario para la gastrulación, todavía hay una reducción de la base del cráneo. Una mutación en el gen GSC en Drosophila es letal. [12]
El gen Gsc promueve la formación del organizador de Spemann. Este organizador evita que BMP-4 induzca que el ectodermo en la futura región de la cabeza del embrión se convierta en epidermis; en cambio, permite que la futura región de la cabeza forme pliegues neurales, que eventualmente se convertirán en el cerebro y la médula espinal. Para que se produzca un desarrollo anterior normal, el organizador de Spemann no puede expresar los factores de transcripción Xwnt-8 o BMP-4. Gsc reprime directamente la expresión de Xwnt-8 mientras reprime indirectamente a BMP-4. [13] La inhibición de Xwnt-8 y BMP-4 asegura que pueda ocurrir un desarrollo anterior normal, promovido por el organizador de Spemann.
La expresión de Gsc ocurre dos veces en el desarrollo, primero durante la gastrulación y segundo durante la organogénesis. [14] Gsc se encuentra en altas concentraciones en el mesodermo dorsal y el endodermo durante la gastrulación. La expresión posterior de Gsc se limita a la región de la cabeza. En el Xenopus, las células que expresan Gsc se convierten en el endodermo faríngeo, el mesodermo de la cabeza, el tejido esquelético ventral de la cabeza y la notocorda. [15]
Una mutación en el gen GSC causa baja estatura, atresia del conducto auditivo, hipoplasia mandibular y anomalías esqueléticas (SAMS). Anteriormente se pensaba que SAMS era un trastorno autosómico recesivo, pero los estudios con cariotipo molecular y secuenciación del exoma completo (WES) han demostrado lo contrario. [7]