Vaga para professor em Biologia do Desenvolvimento na UNICAMP

Foram reabertas as inscrições para o concurso que proverá uma vaga de Professor Doutor no Departamento de Histologia e Embriologia do Instituto de Biologia (UNICAMP) para atuar nas áreas de ensino do Departamento e com competência em Biologia de Sistemas e Bioinformática Aplicadas a Vertebrados. -

Período de Incrições REABERTAS: 21/11/2011 A 20/12/2011 -Área: Histologia, Embriologia e Biologia do Desenvolvimento Edital disponível no site: http://www.sg.unicamp.br/dca/concursos/abertos/concursos-para-professor-doutor/instituto-de-biologia

 

 

Encontrado o polegar das aves

A identidade dos dedos em aves permaneceu como problema em aberto no campo da biologia evolutiva. Até setembro passado.

Várias espécies de vertebrados possuem 5 dedos, porém a redução de dígitos também é muito comum. Cobras por exemplos perderam não só os dedos como os membros por completo.

Em aves, a questão é interessante por que estas possuem 3 dedos. Até então, nada de excepcional. O problema é que a identidade dos dedos não corresponde com a posição onde eles são formados…

Durante o desenvolvimento da mão em vertebrados, cinco agrupamentos de células precursoras se formam, gerando as posições Pa, Pb, Pc, Pd, e Pe (originando o polegar, indicador, médio, anelar e mínimo). Em aves, as células nas posições Pa e Pe morrem e nunca geram dígitos. Porém, a posição Pb, ao invés de gerar um dedo indicador, gera o que parece ser um polegar!

Para resolver este problema, Wang e colaboradores, na Universidade de Yale, EUA, resolveram fazer um “perfil” genético de cada dedo: para isso eles sequenciaram os RNAs produzidos em cada um dos 3 dedos da asa da galinha.

Como ponto de comparação, eles usaram a pata da galinha que, curiosamente possui 4 dedos, sendo que um deles, o polegar, surge mesmo da posição esperada, Pa.

O que observaram foi que o perfil genético do polegar em potencial da asa era o mesmo daquele encontrado do polegar da pata, apesar de surgirem de posições diferentes (Pb versus Pa). Isso significa que, durante a evolução da asa, a identidade do polegar foi “transferida” da posição Pa para a posição Pb!

Os resultados foram publicados na revista Nature da edição de 4 de setembro. Vale a pena conferir!

V Simpósio Internacional de Biologia do Desenvolvimento

LINK para o evento: http://www.oxfordeventos.com.br/developmentalbiology/index.php

Very few biological disciplines in the last decade have experienced such huge leap in our understanding of its fundamental questions as the field of Developmental Biology. A highly integrative discipline, it has allowed researchers, by taking full advantage of advances in Classical Embryology, Cell Biology, Genomics, Molecular Genetics, Bioinformatics and Evolution, in a wide range of model organisms, to generate a highly flexible and powerful set of experimental and conceptual tools that helped to cast new light on the mechanisms underlying complex processes such as tissue and cell differentiation, morphogenesis as well as the evolution and conservation of developmental signaling pathways. This progress in turn, has led to a renewed interest in the study of Biological Development, both from the standpoint of basic research and for its potential to generate new and exciting applications of medical, industrial and pharmaceutical interest. Also in Brazil, the new century saw the growth and consolidation of a small, but very active and internationally respected community of developmental biologists, with the establishment of several new research groups led by highly promising young scientists

In this context, and celebrating 10 years of successful organization of biennial international conferences on Developmental Biology in this country, the V International Simposium of Developmental Biology will have as its unifying theme “Post Genomic Developmental Genetics: The first decade”, where both the striking advances in the field during the last ten years or so and future directions will be discussed, as well as their implications for our understanding of the mechanisms of human development and disease. Areas covered include Developmental Genomics, Evolutionary Developmental Biology, Plant Developmental Biology, Signaling Pathways Development and Disease, Stem Cells and Emerging Model Organisms in Developmental Biology. The official language will be English. As in previous meetings, it will be an exceptional opportunity for researchers and students working in these areas, as well as in Embryology, Cell Biology, Molecular Genetics, Biochemistry, Evolution, Oncology and Translational Medicine, to acquaint themselves with latest advances and trends in the field by listening to some of its most prestigious practitioners, and discuss their results in the highly interdisciplinary and interactive setting of poster sessions. These opportunities will be further increased by the realization of the V Meeting of Developmental Biology Students as a satellite meeting to the Simposium.

To conclude, It is our expectation that the V International Simposium of Developmental Biology will fulfill its role as a forum where Initiatives and strategies aiming at expanding, strengthening and internationally integrating the Brazilian Community of Developmental Biologists could be discussed, including the formation of a National Society.

The Organizing committe

Os pentes sexuais como uma novidade evolutiva. Porque sempre o mesmo gene?

 

Em recente artigo publicado na revista Plos Biology o grupo de Artyom Kopp  realizou importantes descobertas a uma pergunta que há muito existia na cabeça dos pesquisadores de Evo-Devo. Como se gera uma novidade evolutiva?

Antes de responder essa pergunta é necesário deixar claro: O que é uma novidade evolutiva? Seria uma característica, em geral importante, que está presente em espécies derivadas filogeneticamente e ausente no grupo ancestral.  Assim são os pentes sexuais, estruturas específicas das primeira patas de machos de um grupo reduzido de espécies de Drosophila incluindo os grupos melanogaster e obscura (Figura 1). Após a sua origem os pentes sexuais sofreram extensa diversificação morfológica com vários exemplo de rápida divergência entre espécies próximas e evolução convergente em espécies evolutivamente distantes. A evolução convergente ocorre quando a mesma morfologia (fenótipo) aparece em espécies que não possuem um ancestral comum, um exemplo clássico de evolução convergente são as asas em morcegos e em aves que tem origem independentes, mas com função similar.

Assim, Kopp e colaboradores  partiram para entender como surgiram os pentes sexuais nas diferentes espécies de Drosophila. Eles obtiveram resultados muito interessantes: Em todas as espécies que possuem pentes sexuais em Drosophila existe a expressão de dois genes double-sex (dsx) e Sex-combs reduced (Scr), que são fatores de transcrição, isto é, ligam ou desligam a expressão de outros genes.  Como dsx e Scr estão envolvidos tanto em machos quanto em fêmeas na formação de cerdas os autores propõem que deste mecanismo ancestral  foi co-optado para uma nova função na geração dos pentes sexuais (Figura 2).

É interessante que temos a evolução cis-regulatória (sim….temos um novo domínio de expressão) junto com os genes controladores master (os homeoboxes)…..parece novamente que alguns genes são mais importantes que outros no desenvolvimento de novas estruturas….a seguir as cenas dos próximos capítulos evolutivos….

E Deus disse: façam-se os enhancers! Mas não todos de uma vez só…

A idéia central da biologia evolutiva e do desenvolvimento é que sequências regulatórias são substrato para inovações morfo-fisiológicas. Vários estudos demonstram este fenômeno, incluindo pesquisas tratadno da evolução da pigmentação em mamíferos e da evolução esquelética em peixes. Em vários casos, os genes cuja expressão é modificada pela sequência regulatória estudada é  importante durante o desenvolvimento embrionário.

Enquanto que estes e outros estudos nos ajudam a entender como mudanças regulatórias levaram à evolução de novas formas animais, estes representam amostras singulares no universo de diferentes relações entre fenótipos e de sequências regulatórias ainda a serem descobertas. Outra questão pendente diz respeito aos genes que foram alvo de mudança regulatória: genes ligados ao desenvolvimento foram mesmo os principais alvos de mudança regulatória ao longo da evolução animal ou esta extrapolação baseada em poucos exemplos não repesenta de forma acurada a história da evolução animal?

Para responder estas e outras perguntas, o grupo liderado pelo Dr. David Haussler fez uma análise da evolução do genoma animal como um todo, alinhando as sequências completas dos genomas de três vertebrados (homem, camundongo e galinha) com a de dois peixes (medaka e o stickleback). O objetivo era identificar sequências conservadas não codificadoras (que não são genes ou microRNAs) e estimar sua data de surgimento. Presumindo que estas sequências seriam, na sua maioria, sequências regulatórias, o grupo do Dr. Haussler seria capaz de identificar quando surgiram estes reguladores gênicos (enhancers). Além disso, os pesquisadores também tomaram nota dos genes localizados na vizinhança destes enhancers e presumiram que estes genes seriam os mais prováveis alvos da ação regulatória do enhancer. O estudo foi pubicado na revista Science no mês passado.

Ao organizar estas informações, o grupo descobriu que durante a evolução animal, houveram dois períodos onde novos enhancers surgiram na vizinhança de diferentes tipos de genes. O período que engloba o início da evolução dos vertebrados até a divisão entre répteis, aves e mamíferos Depois disso ocorre um declínio gradual no surgimento destes enhancers (veja o gráfico Development)

Surpreendentemente, durante o “reinado” dos mamíferos, os novos enhancers que surgem estão envolvidos com o controles de um grupo especial de genes: proteínas responsáveis por modificação pós-tradução. A função destas proteínas é essencialmente modificar outras proteínas através, por exemplo, da adição de um grupo fosfato, alterando a modo de ação da proteína-alvo (veja o gráfico Post-translational protein modification)

Estes resultados provêem uma imagem mais clara sobre o surgimento de novos enhancers, além de gerar várias hipóteses a serem testadas. Por exemplo, o estudo relaciona o surgimento de uma classe de enhancers (controle de genes de ligados a mudanças pós-tradução) com o período da evolução animal (por exemplo, a radiação dos mamíferos). Porém este estudo não trata do papel de enhancers já existentes durante a evolução, por exemplo, de mamiferos. Portanto, sabemos agora que certas classes de genes tiveram novos enhancers adicionados ao seu repertório ao longo da evolução animal, mas que classe cumpriu papel mais importante na evolução animal?

>Como os soldadinhos desenvolveram seu capacete ? Ou seria uma asa?

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Há centenas de anos que os pesquisadores em história natural ficam intrigados com os insetos da família Membracidae (membracídeos), vulgarmente conhecidos no Brasil como soldadinhos. Este grupo relacionado com as cigarras possui cerca de 3200 espécies e uma característica bastante peculiar: desenvolvem na sua região dorsal uma região parecida com um capacete que recobre sua região dorsal. Este capacete possui as mais diversas formas e cores nas diferentes espécies como pode ser visto na figura acima.Uma questão que intrigava os pesquisadores mundiais até a publicação do artigo “Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage”por um grupo frânces na revista Nature era qual a origem embriológica e evolutiva desse capacete que recobre esses insetos?

A hipótese mais aceita até o presente estudo seria que o capacete seria um grande prolongamento por crescimento do segmento torácico 1 (T1). Uma hipótese menos aceita até hoje seria que o capacete fosse, na verdade, um “appendage” (apêndice), assim como as asas e as patas dos insetos em geral são. A questão-chave para se diferenciar entre um simples crescimento não articulado a partir do corpo e um “apêndice” estaria na presença de articulações e movimentos independentes no caso de um apêndice. Filmes mostrados no presente artigo demonstraram que existe uma certa mobilidade elástica nos capacetes dos soldadinhos, além de uma origem bilateral como a das asas, sugerindo que a segunda hipótese é provavelmente a verdadeira. O capacete dos soldadinhos seria, de fato, uma asa modificada ao longo da evolução que após seu surgimento se diversificou nas mais variadas formas como observadas na figura 1.

Descobrir que na verdade o capacete dos soldadinhos é uma asa modificada é muito importante, pois a geração de novas asas é uma das características que menos ocorreu ao longo da evolução dos grupos de insetos. Esses resultados também demonstram que existe o potencial genético dos programas de desenvolvimento de gerar novas estruturas com as mais variadas formas, que são, em geral, eliminadas pela seleção natural quando deletérias.

Sim, é mais um estudo de Evo-Devo juntando conceitos e de forma integrada explicando perguntas bastante antigas.

>Como nasce um enhancer?

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Uma das mais surpreendentes descobertas da biologia evolutiva e do desenvolvimento foi a revelação de que animais tão diversos como moscas e homens são construídos com as mesmas ferramentas, os mesmos genes. Para conciliar a diversidade da forma animal com a aparente conservação genômica, foi proposto que animais diferentes usam os mesmos genes de formas diferentes. Essa variação na regulação de genes é controlada por seqüências no genoma chamadas de enhancers. Existem diversos exemplos de modificações em enhancers que geram variação na expressão gênica, porém o maior mistério envolvendo enhancers é o de como surgem essas seqüências no genoma.

Com o objetivo de ajudar a resolver este problema, o grupo liderado pelo Dr. Sean Carroll, da Universidade de Wisconsin nos EUA, resolveu comparar a expressão de diversos genes em quatro espécies de mosca (gênero Drosophila). A hipótese era de que diferenças na expressão gênica entre espécies que divergiram recentemente provavelmente terão envolvido a geração de novos enhancers. Os resultados do trabalho foram publicados em 18 de maio na revista PNAS.

Ao analisar a expressão de 20 genes nas diferentes espécies, os pesquisadores constataram que o surgimento de enhancers completamente novos era raro. A maioria das mudanças de expressão gênica resultavam de alterações na duração, na intensidade e na perda de padrões de expressão. Em apenas um dos casos um ganho de expressão foi descoberto.

Neste caso o gene Nep1 passou a ser expresso no lóbulo óptico na espécie D. Santomea. Os autores descobriram que o novo padrão de expressão era controlado por um enhancer já existente, que passou a possuir a capacidade de regular a expressão no lóbulo óptico.

Apesar da descoberta não revelar o surgimento de um novo enhancer propriamente dito, os autores mostram que um novo potencial de expressão gênica surgiu neste enhancer. Os autores não descartam que o novo padrão de expressão pode ser ancestral, tendo sido perdido nas outras espécies e concluem que o novo potencial de regulação foi cooptado a partir de outras sequências de enhancers de lóbulo óptico.

O trabalho ilustra o quão raro parece ser o surgimento de novos enhancers, visto que o simples advento de um novo potencial de expressão gênica foi caso único dentre os 12 genes que mostraram variação de expressão. É possível que diferenças entre espécies de recém divergência sejam mesmo resultado de pequenos acréscimos ou decréscimos e que novos enhancers resultem em maior divergência morfológica. Portanto, como nasce um enhancer?