Uma equipe de pesquisa internacional liderada por cientistas da Universidade de Viena descobriu novas idéias sobre como os tipos especiais de células e as redes de comunicação se desenvolveram entre a mãe e o feto por milhões de anos. Essas descobertas se concentraram em uma das inovações mais significativas na natureza – a capacidade de manter uma gravidez bem -sucedida. A pesquisa mal publicou A natureza é ecológica e evoluçãoO
A gravidez que dura o tempo suficiente para apoiar o desenvolvimento fetal completo é que a marca registrada dos mamíferos placentários é o avanço evolutivo – um grupo que inclui seres humanos. No centro, possui interfaces fetais: o local do útero, onde a placenta de um bebê é combinada com o útero da mãe e onde dois organismos geneticamente individuais – mães e fetos – estão em comunicação íntima e interação constante. Essa interface deve atingir um equilíbrio sutil: íntimo o suficiente para trocar nutrientes e sinais, mas o sistema de resistência materna geneticamente é bastante seguro para impedir que o feto “estrangeiro” rejeite.
Para descobrir as fontes e processos por trás dessa estrutura complexa, o partido analisa transcrições de células únicas – os instantâneos de genes ativos em células individuais – representam os ramos originais da árvore evolutiva de mamíferos de seis espécies de mamíferos. Isso inclui ratos e porquinhos -da -índia (ratos), macacos e humanos (primatas) e dois outros mamíferos anormais: Tenrek (um mamífero placentário primário) e ooposum (um marsupial que é dividido em organismos municipais plastais antes de desenvolver placentus complexo).
Um atlas celular “gravidez de mamíferos”
Os pesquisadores foram capazes de detectar as fontes evolutivas e variações das células originais envolvidas através da análise das células na interface embrionária-matarnal. Seu foco estava em dois jogadores principais: células placenta, derivadas do embrião e atacaram o tecido materno e as células estomaciais uterinas, que respondem às fontes maternas e a essa agressão.
Usando equipamentos de biologia molecular, o partido identificou assinaturas genéticas individuais – os padrões de atividades gene únicas com tipos de células específicos e suas funções especializadas. Significativamente, eles descobriram uma assinatura genética relacionada ao comportamento agressivo das células da placenta fetal que foram armazenadas em mamíferos há mais de 100 milhões de anos. Essa pesquisa desafia a atitude fantástica tradicional de que as células da placenta agressivas são exclusivas dos seres humanos e, em vez disso, revelam que são profundamente preservados na evolução dos mamíferos. Neste momento, as células maternas não foram fixas. Os mamíferos posicionados, no entanto, alcançaram uma nova forma de produção hormonal, mas não marceupiais, um passo importante para a gravidez prolongada e a gravidez complexa, e o fetal e a mãe alcançaram um sinal que pode evoluir um ao outro.
Conversação celular: em cooperação e conflito
Para entender como a interface embrionário-mornnal funciona melhor, o estudo examinou duas teorias dominantes sobre a evolução da comunicação celular entre a mãe e o feto.
O primeiro, a “suposição de isolamento” prevê que os sinais hormonais foram claramente determinados para o feto ou a mãe mais do que o período evolutivo – uma proteção potencial para garantir precisão e resistência à manipulação. Os resultados confirmaram essa idéia: alguns sinais, incluindo proteína Wnt, moduleiros imunológicos e hormônios esteróides, podem ser claramente encontrados de volta a um tecido de origem.
Segundo, a “hipótese da escleração” (ou “conflito genômico”), uma competição evolutiva de armas entre genes maternos e fetais – por exemplo, aprimora o sinal de crescimento fetal quando os partidos maternos tentam amortecê -los. Esse padrão foi visto em um pequeno número de genes, significativamente IGF2, que controla o crescimento. No geral, as evidências indicam o sinal sutil de cooperativa de música.
“Essas missões indicam que a evolução pode ser mais coordenada entre a mãe e o embrião do que a estimativa anterior”, diz Daniel J Stadmauer, pesquisador da Universidade da Universidade de Viena. “A chamada luta Ma-Fetus parece ser limitada a regiões genéticas específicas. No geral, perguntando se o conflito ou a cooperação da gravidez pode ser uma pergunta mais eficaz: onde está o conflito?”
Análise de célula única: a invenção evolutiva é um original
As invenções do grupo foram possíveis combinando dois equipamentos poderosos: transcriptmics de células únicas – que capturam genes em células individuais – e técnicas de modelagem evolutiva que ajudam os cientistas a reconstruir os cientistas como as características foram vistas em ancestrais de longa data. Ao aplicar esses métodos ao tipo de tipo de célula e seu gene, os pesquisadores podem imitar como as células se comunicam entre diferentes espécies e até como essa conversa se desenvolveu há milhões de anos.
Sylvia Basant, a primeira autora e pesquisadora da Universidade de Viena, diz: “Nossa abordagem abre uma nova janela para a evolução de sistemas biológicos complexos -” de toda a célula para todo o tecido. “O estudo não apenas lança luz sobre como a gravidez se desenvolveu, mas também fornece uma nova estrutura para rastrear inovações evolutivas no nível celular – insights que podemos entender, diagnosticar ou tratar complicações da gravidez um dia.
A pesquisa foi realizada nos laboratórios de Mihela Pavleyev no Departamento de Biologia Evolutiva da Universidade de Viena e Gontar Wagner na Universidade de Yale. Professor amarelo de Wagner e pesquisador sênior da Universidade de Viena. Esta pesquisa foi apoiada pela John Templaton Foundation e pelo Austrian Science Fund (FWF).
