doi.org/10.1038/s41559-024-02476-8
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#Peixe
Esses peixes invasores e sugadores de sangue “podem ser a chave para entender de onde viemos””
Um dos dois únicos vertebrados sem mandíbula, as lampreias marinhas, que estão causando danos significativos às pescarias do Centro-Oeste, também estão ajudando cientistas a entender as origens de duas células-tronco cruciais que desempenharam um papel fundamental na evolução dos vertebrados.
Biólogos da Northwestern University identificaram quando a rede genética que regula essas células-tronco pode ter evoluído e obtiveram insights sobre o que pode ser responsável pela falta de mandíbulas nas lampreias.
Os dois tipos de células, células da blástula pluripotentes (ou células-tronco embrionárias) e células da crista neural, são ambas pluripotentes, o que significa que podem se tornar todos os outros tipos de células do corpo.
Em um novo artigo, pesquisadores compararam genes de lampreia aos do Xenopus, um sapo aquático com mandíbula. Usando transcriptômica comparativa, o estudo revelou uma rede genética de pluripotência surpreendentemente semelhante entre vertebrados sem mandíbula e com mandíbula, mesmo no nível de abundância de transcritos para fatores regulatórios importantes.
Diferenças na expressão genética:
Mas os pesquisadores também descobriram uma diferença fundamental. Embora as células da blástula de ambas as espécies expressem o gene pou5, um regulador-chave de células-tronco, o gene não é expresso em células-tronco da crista neural em lampreias. A perda desse fator pode ter limitado a capacidade das células da crista neural de formar tipos de células encontrados em vertebrados com mandíbula (animais com espinhos) que compõem a cabeça e o esqueleto da mandíbula.
O estudo foi publicado recentemente no periódico Nature Ecology & Evolution.
Ao comparar a biologia de vertebrados sem mandíbula e com mandíbula, os pesquisadores podem obter insights sobre as origens evolutivas de características que definem animais vertebrados, incluindo humanos, como as diferenças na expressão genética contribuem para diferenças-chave no plano corporal e como era o ancestral comum de todos os vertebrados.
As lampreias podem ser a chave para entender de onde viemos, – disse Carole LaBonne, da Northwestern, que liderou o estudo. Em biologia evolutiva, se você quer entender de onde veio uma característica, não pode esperar por vertebrados mais complexos que vêm evoluindo independentemente por 500 milhões de anos. Você precisa olhar para trás, para qualquer que seja a versão mais primitiva do tipo de animal que você está estudando, o que nos leva de volta aos peixes-bruxa e lampreias, os últimos exemplos vivos de vertebrados sem mandíbula. –
Uma especialista em biologia do desenvolvimento, LaBonne é professora de biociências moleculares no Weinberg College of Arts and Sciences. Ela ocupa a Cátedra Erastus Otis Haven e faz parte da liderança do novo Instituto Nacional Simons de Teoria e Matemática em Biologia da National Science Foundation (NSF).
LaBonne e seus colegas demonstraram anteriormente que a origem do desenvolvimento das células da crista neural estava ligada à retenção da rede reguladora de genes que controla a pluripotência nas células-tronco da blástula. No novo estudo, eles exploraram a origem evolutiva das ligações entre essas duas populações de células-tronco.
Significado das células da crista neural:
As células-tronco da crista neural são como um conjunto evolutivo de Lego, – disse LaBonne. Elas se tornam tipos de células muito diferentes, incluindo neurônios e músculos, e o que todos esses tipos de células têm em comum é uma origem de desenvolvimento compartilhada dentro da crista neural.-
Enquanto as células-tronco embrionárias em estágio de blástula perdem sua pluripotência e se tornam confinadas a tipos de células distintos rapidamente à medida que um embrião se desenvolve, as células da crista neural mantêm o kit de ferramentas moleculares que controla a pluripotência mais tarde no desenvolvimento.
A equipe de LaBonne encontrou uma rede de pluripotência completamente intacta dentro das células da blástula da lampreia, células-tronco cujo papel dentro dos vertebrados sem mandíbula era uma questão em aberto. Isso implica que as populações de células-tronco da blástula e da crista neural de vertebrados com e sem mandíbula coevoluíram na base dos vertebrados.
O bolsista de pós-doutorado da Northwestern e primeiro autor Joshua York observou mais semelhanças do que diferenças” entre a lampreia e o Xenopus.
Embora a maioria dos genes que controlam a pluripotência sejam expressos na crista neural da lampreia, a expressão de um desses genes-chave pou5 foi perdida dessas células,- disse York. Surpreendentemente, embora pou5 não seja expresso na crista neural de uma lampreia, ele poderia promover a formação da crista neural quando o expressamos em sapos, sugerindo que esse gene é parte de uma antiga rede de pluripotência que estava presente em nossos primeiros ancestrais vertebrados.-
O experimento também os ajudou a levantar a hipótese de que o gene foi perdido especificamente em certas criaturas, não algo que os vertebrados com mandíbula desenvolveram mais tarde.
Outra descoberta notável do estudo é que, embora esses animais estejam separados por 500 milhões de anos de evolução, há restrições rigorosas nos níveis de expressão dos genes necessários para promover a pluripotência,- disse LaBonne. A grande questão sem resposta é: por quê”-
Publicado em 30/07/2024 11h03
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