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Como formar dois embriões em único ovo ?

by em junho 1, 2015

axis-duplicationA embriogênese dos animais pode ser dividida em duas estratégias conhecidas como desenvolvimento embrionário determinado e regulativo. Estas duas formas de desenvolvimento embrionário foram propostas a cerca de 100 anos atrás por dois discípulos do famoso cientista alemão Enrst Haeckel, Hans Driesch e Wilhelm Roux. Roux e Driesch foram dois dos grandes precursores da embriologia experimental atual. Os estudos desses dois pesquisadores com manipulação de embriões de sapo e ouriço-do-mar demonstraram, de formas diferentes, que ovos de animais podem ter comportamentos diferentes quando submetidos a agentes estressantes como mudanças de temperatura, agentes causadores de mutações (radiação ultravioleta-UV), ou fragmentação por processos mecânicos.
Experimentos como estes nas décadas subsequentes demonstraram que ovos da mosca-da-fruta, um inseto, tem o desenvolvimento do tipo determinado, isto é, quando uma região destes ovos é submetida à radiação UV, esta região é perdida e o embrião não consegue “recuperar” essa parte perdida. Nem todo ovo de inseto possui desenvolvimento determinado, como mostrou o embriologista alemão Klaus Sander entre 1950-70. Sander colocou ovos do hemiptera Eucelis numa pequena gilhotina e dividiu cada ovo em metades que permaneciam conectadas pela camada envoltória, chamada de córion. Sander observou que, em várias situações, eram formados dois embriões menores, porém completos um em cada metade (Figura abaixo).
Ao contrário do desenvolvimento determinado observado em Drosophila, o ovo de hemiptera demonstrou desenvolvimento regulatório, isto é na perda de uma parte do embrião, as demais células foram capazes de se regular, gerando novas partes e assim formaram um embrião inteiro.
A grande questão seria como estes dois embriões são gerados numa situação em que teoricamente deveria haver um só ? Em recente artigo na revista eLIFE Sachs et al., 2015 demonstraram que duas vias de sinalização bem conhecidas, a via de Toll e a via de BMP (Figura) são fundamentais para explicar como esse fenômeno acontece. O que Lachs et al descobriram é que neste hemiptera, um “primo” próximo do vetor da doença de chagas Rhodnius prolixus que estudamos no laboratório, a via de sinalização de BMP é essencial para induzir a formação de todo o eixo que padroniza a parte ventral (barriga) e dorsal (costas) deste inseto, e que a via de Toll tem papel pequeno e transitório neste processo. Utilizando diversos resultados experimentais, e um modelo teórico elaborado Lachs et al., conseguiram explicar, pelo menos em teoria, como um embrião regulativo se comporta e como dois embriões são formados nas condições estabelecidas por Sander na década de 70.
Vale a leitura!

Dynamic BMP signaling polarized by Toll patterns the dorsoventral axis in a hemimetabolous insect
Lena Sachs,1,† Yen-Ta Chen,1,† Axel Drechsler,1,2 Jeremy A Lynch,1,3 Kristen A Panfilio,1 Michael Lässig,4 Johannes Berg,4 and Siegfried Roth1,*

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4423117/

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