As penas, pêlos e escamas que adornam diferentes membros do reino animal podem parecer bem diferentes, mas são todos feitos do mesmo material básico. E, como se vê, basta um ajuste genético relativamente simples para produzir um em vez do outro.
Visando o gene sonic hedgehog (Shh), os geneticistas Michel Milinkovitch e Rory Cooper, da Universidade de Genebra, na Suíça, alteraram galinhas embrionárias para desenvolver penas em vez de escamas em seus pés geralmente escamosos.
E a alteração é permanente. Uma vez eclodidos, os pés excepcionalmente emplumados da galinha permanecerão assim por toda a vida.
“Demonstramos que o agonismo transitório específico do estágio da sinalização da via sonic hedgehog (Shh) em galinhas desencadeia uma transição completa e permanente de escamas reticuladas para penas nas superfícies ventrais do pé e dos dedos”, escrevem os pesquisadores.
“As penas ectópicas resultantes são comparáveis em termos de desenvolvimento às penas que adornam o corpo, com penas do tipo penugem que se transformam em penas de contorno regenerativas bilateralmente simétricas em galinhas adultas”.
Anteriormente, o laboratório de Milinkovitch demonstrou que os vários apêndices de pele queratinizada (cabelos, penas e assim por diante) têm a mesma origem evolutiva no reptiliano ancestral centenas de milhões de anos atrás, que mais tarde se diversificou na incrível variedade de animais que vivem no mundo hoje .
E em todos esses animais, o desenvolvimento dessas estruturas começa como estruturas conhecidas como placódios na pele, que engrossam e depois começam a crescer nas escamas, espinhos ou qualquer outro apêndice que esse animal tende a ter.
Shh desempenha um papel fundamental no desenvolvimento desses apêndices da pele. A via de sinalização é importante com seus dedos em muitas partes embrionárias, mediando o desenvolvimento de formas e estruturas do corpo, padronização, diferenciação e crescimento.
Por exemplo, Shh é um fator importante na forma e diversificação das penas, no posicionamento das penas de vôo em pássaros e no desenvolvimento de folículos pilosos em camundongos.
Sabemos que algumas galinhas, como Brahmas, Sablepoots e Silkies, têm pés emplumados, mas o mecanismo genético que causa isso era desconhecido. Assim, Cooper e Milinkovitch decidiram investigar visando Shh em galinhas embrionárias.
O alvo do estudo foram os frangos de corte da marca Ross, que têm pés escamosos e sem penas. Os pesquisadores injetaram nas veias de galinhas embrionárias ainda no ovo uma substância que promove a sinalização da via Shh para desencadear o crescimento de penas em áreas normalmente cobertas por pele escamosa.
“Usamos a técnica clássica de ‘ovo ovístico’, em que uma poderosa tocha ilumina os vasos sanguíneos no interior da casca do ovo”, explica Cooper.
“Isso nos permitiu tratar com precisão os embriões de galinha com uma molécula que ativa especificamente a via Shh, injetada diretamente na corrente sanguínea”.
Funcionou. Quando as galinhas eclodiram, seus pés normalmente carecas estavam cobertos por penas juvenis felpudas, semelhantes às que cobriam seus corpos. E, à medida que as galinhas cresciam, também cresciam as penas.
Eles perderam o bebê e cresceram penas adultas, não apenas em seus corpos, mas também em seus pés. Um único tratamento no ovo foi o suficiente para induzir essa mudança de escamas para penas.
Alguns ovos foram tratados com uma solução controle, que não continha a molécula ativa que estimulava a sinalização da via Shh no grupo experimental.
As galinhas nascidas desses ovos tinham pés normais; O sequenciamento de RNA comparando os dois grupos mostrou que as mudanças feitas em Shh no grupo experimental eram permanentes.
Os pesquisadores dizem que isso tem implicações para nossa compreensão de como os animais evoluíram e se diversificaram. Variações naturais na sinalização de Shh são provavelmente um fator evolutivo da diversidade de apêndices da pele, e essa diversidade não foi particularmente difícil de alcançar.
“Nossos resultados indicam que um salto evolucionário – de escamas para penas – não requer grandes mudanças na composição ou expressão do genoma”, diz Milinkovitch.
“Em vez disso, uma mudança transitória na expressão de um gene, Shh, pode produzir uma cascata de eventos de desenvolvimento que levam à formação de penas em vez de escamas”.
Publicado em 31/05/2023 23h49
Artigo original:
Estudo original: