Um novo estudo mostrou que os vermes de duas espécies foram divididos do ancestral comum há 20 milhões de anos, eles mantêm padrões significativamente semelhantes ao girar e fechar seus genes.
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“Era simplesmente perceptível com essa distância evolutiva que essa solidariedade nacional deveria ser vista nos padrões de nosso gene”, professor de ciências do genoma da Universidade da Escola de Medicina de Washington de Seattle e vice-senior do artigo. Robert Wateston diz. “Fiquei surpreso ao descobrir o quão bem tudo restava”.
Waterston disse que a manifestação do gene era uma tendência a permanecer inalterada – ou biólogos evolutivos chamados – quando uma mudança poderia ter muitos efeitos do tipo celular, disse Wateston.
“Se o gene for amplamente expresso em células diferentes em todo o organismo, a expressão pode ser difícil de mudar”, disse ele. “Mas se a expressão do gene for limitada a um único tipo de célula ou a algumas células, provavelmente será bem -sucedido”.
Quando a expressão do gene é dividida em dois vermes, as mudanças ocorrem no tipo de células especiais. Por exemplo, as células envolvidas em funções básicas, como músculos ou intestinos, tendem a preservar os padrões de expressão, enquanto, por outro lado, os padrões de expressão têm maior probabilidade de se desviar em células mais especializadas envolvidas no ambiente do worm.
“Por exemplo, os genes relacionados à função neuronal parecem ser mais rápidos – provavelmente as mudanças foram necessárias para se adaptar ao novo ambiente – mas agora é assumido”, diz Christopher RL Large, “pós -Dotcoal da Palelman School of Medicine University da Universidade da Medicina da Genome.
No estudo, pesquisadores comparados à manifestação do gene em dois vermes circulares que viverem no solo, Aligans de Caenorhabditis E Caenorhabditis BrigsaeAs duas espécies são ideais para o desenvolvimento do desenvolvimento: são pequenas, com cerca de um milímetro de comprimento; Simplesmente, totalmente desenvolvido, formado por cerca de 550 células; E transparente. Esses recursos permitem que os cientistas dividam suas células e se desenvolvam em tempo real. É importante ressaltar que esses vermes os compartilham com organismos mais complexos, incluindo muitas pessoas de cerca de 20.000 genes.
Todas as células de ambos os vermes foram marcadas e mapeadas. Apesar da evolução de 20 milhões de anos, os dois vermes mantêm uma correspondência um por um com quase o mesmo tipo de planejamento corporal e tipos de células que os tornam o ideal para comparação.
O objetivo do estudo foi comparar a manifestação do gene em cada célula dos dois vermes quando eles foram divididos em seus ancestrais comuns para determinar o que mudou.
Para fazer isso, os pesquisadores usaram uma técnica chamada sequenciamento de RNA de célula única, medindo os níveis de RNA da revista em cada célula em diferentes estágios do desenvolvimento fetal.
RNA mensageiro ou mRNA, carregando instruções para criar proteínas do gene ativo para os aparelhos de fabricação de proteínas celulares. O mRNA de um gene indica altos níveis que está ativo. O nível mais baixo de significado está desativado.
Com a técnica de sequenciamento de RNA de célula única, os pesquisadores rastrearam as mudanças nas células individuais durante o desenvolvimento do worm quando o embrião era 28 células mais ininterruptas quando a maioria dos tipos de células foi desenvolvida na forma final mais próxima, um processo que leva cerca de 12 horas que leva cerca de 12 horas
“Estudamos a evolução do desenvolvimento desde a década de 1970”, o autor do vice-senior deste estudo, professor de biologia do Penn Genome Frontiers Institute. Junhiang Kim diz. “Mas, pela primeira vez, conseguimos comparar o desenvolvimento em cada célula de dois organismos separados”.
Kim disse que não é de surpreender que alguns genes tenham sido armazenados, porque os corpos dos vermes são semelhantes. No entanto, foi surpreendente que, quando as mudanças ocorreram, essas mudanças pareciam não ter efeito no plano do corpo.
Estudos descreveram que os padrões de expressão dos genes ainda são diferentes, mas por que ainda não explicam o porquê, Palelman, professor associado de genética, Palelman, Dr. John Isaac Murray e o terceiro autor sênior da pesquisa.
“É difícil dizer que qualquer diferença que notamos foi devido à adaptação evolutiva ou causada pelos resultados da simplesmente deriva genética, onde as mudanças ocorrem aleatoriamente”, disse ele. “Mas essa abordagem nos permitirá explorar perguntas que não receberam muitas respostas à evolução”.
Este estudo foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (HD 105819, HG 010478, HG 1007355) e pela National Science Foundation (PRFB 2305513).
