doi.org/10.1073/pnas.2321349121
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#Serotonina #Dopamina
Os pesquisadores descobriram um novo papel para as monoaminas biogênicas, como a dopamina e a serotonina, no desenvolvimento reprodutivo de planários, sugerindo que esses neurotransmissores também servem como moléculas de sinalização críticas além das funções cerebrais em várias espécies.
As monoaminas biogênicas, como a dopamina e a serotonina, são bem conhecidas por suas funções no cérebro como reguladores do humor, do aprendizado e da memória, das respostas ao estresse e das reações de luta ou fuga do corpo.
Mas estes neurotransmissores já existiam na natureza muito antes de os cérebros surgirem na árvore evolutiva.
Eles também prevalecem em plantas, bactérias e organismos unicelulares, mas suas funções são muito menos compreendidas.
Cientistas do Morgridge Institute for Research acrescentaram outra tarefa para as monoaminas.
Eles desempenham um papel importante nos órgãos reprodutivos dos planários e parecem ser críticos para o desenvolvimento das células germinativas femininas e masculinas (as células que produzem óvulos e espermatozoides).
Escrevendo na edição de 25 de junho de 2024 da revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), uma equipe de biologia regenerativa em Morgridge demonstrou que tais transmissores não são apenas sinais originados do cérebro planário.
Eles também estão altamente localizados nas células gonadais somáticas que regulam o desenvolvimento das células germinativas.
Métodos de descoberta e pesquisa Estamos entusiasmados com isso porque demonstra um novo paradigma para a sinalização celular de nicho para germe, – diz a pesquisadora Melanie Issigonis, principal autora do estudo.
Esta descoberta surpreendente começou num estudo separado publicado em 2022 pelo ex-aluno de pós-graduação Umair Khan e pelo investigador Morgridge Phil Newmark, também investigador do Howard Hughes Medical Institute.
Eles se propuseram a caracterizar os transcriptomas dos ovários e testículos em planárias (que são hermafroditas) e geraram uma longa lista de genes com expressão enriquecida nos ovários.
Um dos maiores sucessos foi a L-aminoácido descarboxilase aromática (AADC), uma enzima evolutivamente conservada que é importante para a produção de monoaminas.
Intrigados, eles presumiram que as amostras estavam contaminadas pelo tecido cerebral circundante, mas estudos de acompanhamento confirmaram a descoberta.
Khan então inibiu a expressão do gene aadc para estudar seu papel no desenvolvimento do sistema reprodutivo.
Quando ele derrubou essa enzima em planárias que se reproduziam sexualmente, o fenótipo foi incrível”, diz Issigonis.
Os ovários desapareceram.
Na verdade, todo o sistema reprodutor feminino foi completamente ablacionado.
– O oposto ocorreu nos testículos, diz Issigonis.
Nos testículos normais, se você os cortar como uma melancia, as células-tronco seriam encontradas ao longo da periferia, como a casca, mas apenas um pequeno número é produzido.
Quando Umair derrubou o AADC, os testículos estavam completamente cheios de células-tronco germinativas”, diz ela.
Nenhum esperma estava sendo produzido; os testículos estavam cheios de tumores de células germinativas, essencialmente.- Produção e efeitos da monoamina O estudo de acompanhamento de Issigonis procurou responder a duas perguntas: Qual monoamina é produzida pela AADC e de onde ela vem? Eles procuraram a resposta conduzindo o sequenciamento de RNA unicelular das células somáticas no nicho que circunda e sustenta as células germinativas.
Em células de nicho somático, eles encontraram expressão enriquecida de aadc e outro gene, nrps, que codifica uma peptídeo sintetase não ribossômica (NRPS).
Isso foi surpreendente porque, diferentemente do AADC, o NRPS só é expresso no sistema reprodutivo, e não neuronalmente.
Então, quando derrubaram os nrps nas planárias sexuais, encontraram o fenótipo idêntico observado quando o aadc foi inibido: colapso completo do sistema feminino e acúmulo dramático de células germinativas masculinas.
Esta foi uma pista importante de que a AADC e a NRPS estavam trabalhando em conjunto.
Análises adicionais de espectrometria de massa feitas por Rui Chen e Jim Collins, colegas da UT Southwestern, ofereceram evidências de que essas duas enzimas estavam criando u03b2-alanil triptamina (BATT), consistindo de u03b2-alanina conjugada à monoamina triptamina.
O laboratório de Collins descobriu que nos esquistossomas (primos parasitas das planárias) os machos produzem BATT para desencadear a produção de ovos nas fêmeas.
O complexo é apelidado de Sinal BATT, em homenagem à clarabóia em forma de morcego usada para chamar o Batman em ação na série de quadrinhos.
O sinal também está piscando claramente nas planárias.
A equipe descobriu que a BATT é altamente abundante quando as planárias atingem a maturidade sexual e têm órgãos reprodutivos maduros.
Nós pensamos, uau, os animais sexuais fazem muito BATT”, diz ela.
E, de fato, quando derrubamos o NRPS ou o AADC, o BATT desapareceu.
Isso nos disse que estávamos no caminho certo.- Este estudo e o do laboratório de Collins em esquistossomos revelaram que os conjugados de u03b2-alanil-monoamina podem atuar como sinais importantes.
Como as enzimas NRPS existem em todo o reino animal, isto sugere que novos conjugados de monoaminas também podem atuar como moléculas sinalizadoras em outros animais.
Os próximos passos são entender como funcionam esses novos sinais.
Publicado em 07/07/2024 20h56
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