Eles revelam as chaves do mistério da origem dos vertebrados

Eles revelam as chaves do mistério da origem dos vertebrados

Vertebrados eles formam um grupo diversificado de espécies que colonizaram quase todos os ecossistemas do planeta. Durante anos, a comunidade científica debateu o mudanças no genoma que permitiram este sucesso evolutivo animal.

Finalmente, uma equipe internacional de cientistas conseguiu descobrir os mecanismos que facilitaram esta transição de invertebrados para vertebrados.

A equipa, co-liderada por investigadores espanhóis do Conselho Superior de Investigação Científica (CSIC), do Centro de Regulação Genómica (CRG) e do Centro Nacional de Investigação Científica (CNRS) da França, descreveu detalhadamente na sua publicação os processos que permitiram a desenvolvimento de espécies animais muito mais complexas.

Em suma, esta complexidade reside em um conjunto único de sistemas regulatórios e funções dos genes, que nos permite ser formados por centenas de células, tecidos e órgãos extremamente especializados.

À semelhança dos estudos realizados em humanos, o nosso trabalho dá-nos uma visão global das diferentes camadas reguladoras do genoma e descreve em pormenor a origem das características únicas da regulação genómica dos vertebrados, que deram origem aos organismos com morfologia muito mais complexo”, Afirma José Luis Gómez-Skarmeta, um dos líderes do trabalho do Centro Andaluz de Biologia do Desenvolvimento, centro conjunto do CSIC e da Universidade Pablo de Olavide.

Embora a regulação dos genes responsáveis ​​pela anatomia básica sejam altamente conservados entre as espécies, os vertebrados incorporaram mais regiões regulatórias que permitiram a aquisição de novas funções.

A análise, que foi publicada no Revista nature, revela duas diferenças principais que distinguem os vertebrados de outras espécies.

Primeiro, vimos que nossos genes têm uma regulação muito mais complexa. Por outro lado, também temos cópias de genes que originalmente desempenhavam funções gerais, mas que nos vertebrados se especializaram em funções específicas”, Explica Manuel Irimia, líder do grupo CRG e um dos líderes do projeto.

Na maioria dos casos, existem cópias de genes especializados em tecidos específicos. Isso é particularmente evidente no cérebro, onde foram incorporadas novas funções essenciais para o sucesso evolutivo dos vertebrados.”Acrescenta Ignacio Maeso, também investigador do Centro Andaluz de Biologia do Desenvolvimento e um dos primeiros autores da obra.

O anfioxo como modelo evolutivo

As espécies escolhidas para o estudo foram peixe-zebra e madaka, além de sapo, frango, rato e humano. Além disso, o genoma de anfioxus, uma espécies próximas a esta transição, para entender a origem desses mecanismos tão característicos em vertebrados.

O anfioxo é um organismo que tem sido usado como modelo de pesquisa desde o século XIX. Seu genoma evoluiu muito lentamente e sem as duplicações dos vertebrados. Por isso o anfioxus serve de referência em comparações evolutivas para entender a origem de nossa linhagem.”, Comenta Héctor Escriva, um dos líderes trabalhistas e pesquisador da Sorbonne Université e do CNRS.

O trabalho contou com a participação de laboratórios da França, Reino Unido, Austrália, República Tcheca, Holanda, Japão, China, Portugal, Itália, Taiwan, Noruega e Estados Unidos, e representa um recurso sem precedentes para a comunidade científica, que servirá tanto para aprofundar os elementos da genômica funcional conservada entre as espécies quanto para estudar as mudanças que levaram à complexidade dos vertebrados.

Referência bibliográfica:

Marletaz et al. "Amphioxus funcional genomics and the origins of vertebrate gene Regulation", novembro de 2018, Nature, DOI: 10.1038 / s41586-018-0734-6

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Vídeo: Evolução dos Vertebrados - Vertebrados - Biologia