Anos de trabalho de biólogos do desenvolvimento do Trinity College Dublin, trabalhando com colegas da Unidade de Genética Humana MRC da Universidade de Edimburgo, renderam um recurso que ajudará os pesquisadores a avaliar como os principais genes controlam a diferenciação de tecidos e órgãos de embriões em desenvolvimento.
A equipe colaborativa, que acaba de publicar o trabalho na revista Development, analisou esses genes-chave, seus links de comunicação e seus impactos no espaço 3D do embrião do camundongo em vários estágios de desenvolvimento.
Sentamos com a professora Paula Murphy, da Trinity’s School of Natural Sciences, para saber mais sobre a pesquisa e suas implicações mais amplas.
Que salto esse trabalho deu?
Certos genes e redes de genes desempenham um papel importante na determinação de como um embrião se desenvolve, como os diferentes tipos de células (músculo, osso, neurônio) se formam e onde os órgãos aparecem. Há algumas décadas, usando técnicas de biologia molecular, pudemos descobrir onde e quando um desses “genes Wnt” é ativado, ajudando-nos a entender como ele atua na orientação do desenvolvimento embrionário.
A técnica teria que ser realizada para cada gene individualmente para obter um ‘instantâneo’ de onde ele é expresso no espaço do embrião 3D em um determinado momento. O que conseguimos alcançar aqui é a difícil tarefa de mapear esses instantâneos de dados espaciais para muitos genes, integrando e comparando onde cada gene é ativado dentro do embrião em desenvolvimento. Desenvolver as ferramentas para poder fazer isso foi uma grande conquista para nossos colegas de biologia computacional no projeto Edinburgh Mouse Atlas.
Ficou surpreso com alguma coisa que descobriu?
Essa abordagem nos permitiu fazer várias descobertas que não seriam possíveis sem integrar (mapear) todos os padrões. Por exemplo, poderíamos revelar onde a via está silenciosa porque um ou outro dos componentes não está ativado.
Provavelmente, a descoberta mais nova foi que existem “pontos quentes” no embrião onde muitos desses genes são ativados juntos. Alguns desses pontos quentes são conhecidos por serem a localização de importantes grupos de células que orientam o desenvolvimento, mas alguns eram anteriormente desconhecidos e revelam centros de sinalização anteriormente invisíveis no embrião.
Que outra(s) questão(ões) de pesquisa os biólogos do desenvolvimento podem fazer agora?
Acompanhando esta publicação, disponibilizamos gratuitamente todos os dados brutos e mapeados, bem como as ferramentas para visualizá-los para que qualquer biólogo do desenvolvimento possa fazer perguntas sobre esse sistema de comunicação celular em qualquer parte do embrião. Por exemplo, colegas interessados no desenvolvimento do rim ou do cérebro podem se aprofundar nos componentes do sistema ativados nessa parte do embrião.
Nós e outros agora também podemos usar esses dados para fazer perguntas sobre como o sistema evoluiu. Por exemplo, existem 19 genes muito semelhantes em um camundongo e um humano. Esses múltiplos genes surgiram por duplicação de genes há muito tempo. Podemos agora examinar como os genes divergiram, cada um assumindo funções únicas durante o desenvolvimento de um embrião multicelular complexo.
Quais são os próximos passos para sua equipe?
Atualmente, estamos realizando uma análise focada do conjunto de dados integrados nos botões dos membros em desenvolvimento para entender melhor como o sistema de comunicação celular opera no membro. Também estamos ansiosos para ver como os dados serão usados por colegas com diferentes interesses especializados para aprofundar nossa compreensão de todos os sistemas em desenvolvimento.
Publicado em 21/08/2022 11h45
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