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Simpósio de Evo-Devo no congresso de Zoologia

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Nos dias 05 e 06 de fevereiro foi realizado o Simpósio Evo-Devo Verde-Amarela: o Uso de Espécies Brasileiras para Responder Questões em Biologia do Desenvolvimento coordenado pela Dra.Tiana Kohlsdorf – Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, USP e Dr. Rodrigo Nunes da Fonseca – Universidade Federal do Rio de Janeiro.O Simpósio de duas tardes teve palestras e congregou pesquisadores de várias regiões e organismos-modelo trabalhando em interface com a Evo-Devo em espécies nativas da fauna brasileira de vertebrados e invertebrados.

Abaixo a programação do simpósio:

14 às 14:15 – Abertura do Simpósio (Tiana Kohlsdorf e Rodrigo Fonseca)

14:15 às 15:00 – Evo-Devo e a diversificação do autopódio na herpetofauna brasileira – Tiana Kohlsdorf, USP

15:00 às 15:45 -Como é formada uma nova esponja? A busca por modelos biológicos de esponjas marinhas na costa brasileira. Emilio Lanna, UFBA

15:45 às 16:00 – intervalo

16:00 às 16:45- A base genética de variação fenotípica e inovação evolutiva no peixe de quatro olhos  Anableps anableps- Patricia Schneider, UFPA

16:45 às 17:30 – Evo-Devo da resistência à dessecação em embriões de mosquitos brasileiros vetores de doenças – Gustavo Rezende, UENF

06.02.2014

14 às 14:45 – Usando artrópodes de interesse nacional para desvendar os segredos da Evo-Devo- Rodrigo Fonseca, UFRJ

14:45 às 15:30 – Usando genômica comparada para entender a evolução do desenvolvimento em mamíferos aquáticos – Mariana Nery, USP

15:30 às 16:00 – intervalo

16:00 às 16:45 – O peixe pulmonado Lepidosiren paradoxa como organismo modelo para estudos em biologia evolutiva do desenvolvimento-Igor Schneider, UFPA

16:45 às 17:30 – Usando invertebrados marinhos para compreender a evolução da regeneração e reprodução clonal – Federico Brown, USP

Agradecemos muito a participação dos palestrantes, alunos e da organização do congresso que permitiram o Simpósio acontecer.

E que venham os modelos nacionais de Evo-Devo.

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Biologia do Desenvolvimento da Transcrição ao Vivo

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Na edição de Novembro de 2013 da renomada revista Current Biology dois artigos interessantes trazem novas análises mudando um dos grandes paradigmas da biologia do desenvolvimento. Desde a década de 80 até os dias atuais a expressão dos genes tem sido avaliados a partir de experimentos com embriões fixados numa técnica chamada de hibridização in situ. A hibridização in situ  é chamada assim, pois observa-se a expressão dos genes sem destruir a organização espacial das células.

Embora esta técnica seja uma das mais utilizadas na biologia do desenvolvimento atual, uma das grandes limitações desta técnica é que os eventos necessários para a embriogênese são bastante dinâmicos, proteínas se movem entre as células e nos embriões de insetos fatores de transcrição saem e entram do núcleo durante o processo rápido de divisões celulares, as clivagens.

Assim, pela primeira vez foi possível observar ao vivo a transcrição e a regulação da transcrição num embrião ao vivo. Para alcançar tal feito os autores desses artigos desenvolveram estratégias de acoplar moléculas fluorescentes (a proteína fluorescente verde, GFP) a sequencias regulatórias de genes de desenvolvimento e hairpins (voltas no DNA) que amplificam o sinal . Além disso  microscópios para observarem em alta resolução e ao vivo a dinâmica da ativação da expressão gênica no desenvolvimento no embrião de Drosophila.

Chegamos então a uma nova era que veio para ficar, poderemos ver a transcrição ao vivo, avaliar modificações na dinâmica da transcrição, enfim, muitas descobertas surgirão.

Os artigos publicados e o News and Views (Bothma) estão na revista Current Biology seguem abaixo:

Lucas et al., Live Imaging of Bicoid-Dependent Transcription in Drosophila Embryos, Current Biology (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2013.08.053

Bothma J & Levine M., Development: lights, camera, action – the Drosophila embryo goes live! Curr Biol. 2013 Nov 4;23(21):R965-7. doi: 10.1016/j.cub.2013.09.054.

Hernan G. Garcia, Mikhail Tikhonov, Albert Lin, Thomas Gregor., Quantitative Imaging of Transcription in Living Drosophila Embryos Links Polymerase Activity to Patterning Curr Biology, Volume 23, Issue 21, 4 November 2013, Pages 2140-2145

Science lança Mistérios do desenvolvimento…..

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Saiu nessa semana na revista Science (http://www.sciencemag.org/site/special/devo2013/) uma pequena série de comentários com o título Mistérios do Desenvolvimento. São alguns artigos estilo comentários sobre questões interessantes que até hoje não foram respondidas pelos biologistas dodesenvolvimento. Dentre estas questões destaco três enigmas bastante importantes. Como órgãos sabem que atingiram o tamanho certo e chegou a hora de parar de crescer ? Essa é uma questão muito importante para estudos de organogênese e atualmente embora algumas vias de sinalização tenham sido descritas como importantes para o processo este enigma ainda está longe de ser resolvido. O segundo enigma que eu destaco é como os microorganimos interagem no desenvolvimento embrionário, algo que parecia impossível nos últimos anos uma vez que o desenvolvimento embrionário de mamíferos não possui bactérias e outros microorganismos no seu interior. O terceiro e importante enigma é como o ambiente do desenvolvimento fetal afeta a futura vida adulta. Vários tipos de agentes de estresse durante a vida fetal tem sido relacionados com maior risco de diabete, obesidade, doenças coronarianas.

Espero que todos aqueles que pensam em iniciar uma carreira ou mudar de campo de estudo tenham uma boa leitura e novas idéias.

 

 

O genoma de um “fóssil” vivo e suas pistas sobre a evolução dos tetrápodes

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Foi publicado na revista Nature mais um genoma, isto é o conjunto de todo o DNA de uma espécie do reino animal, o celacanto.  Como nos últimos anos o sequenciamento de DNA tem se tornado cada vez mais barato é cada vez mais comum ver publicações das sequencias de genomas de organismos bastante complexos como peixes, sapos, dentre outros.

O celacanto faz parte de um grupo de peixes com uma morfologia bastante peculiar (Figura) que até 1938 pensava-se que estivessem extintos. Particularmente interessante é a forma do celacanto muito parecida com a dos nossos ancestrais que sairam do mar e ocuparam a terra. Atualmente as duas únicas espécies vivas do celacanto são encontradas ao longo da costa do Oceano Índico e encontrá-las é bastante difícil. A pergunta que não quer calar: o que o genoma do celacanto nos mostra de novidade ?

Segundo os autores, incluindo o Prof. Igor Schneider autor do blog, pelo menos quatro conclusões importantes podem ser obtidas ao se estudar o genoma do celacanto e compará-lo aos demais vertebrados. Primeiro, o estudo mostra que pelo menos parte da informação genética (DNA) envolvida na formação dos dígitos já estava presente no ancestral do celacanto que possuia nadadeiras. Segundo, o estudo fornece pistas sobre mudanças genômicas envolvidas na excreção de substâncias tóxicas, a amônia em organismos aquáticos e a uréia em organismos terrestres. Terceiro, uma possível explicação para a evolução das membranas extra-embrionárias como a placenta e o alantóide foi proposta pelos autores.  Sabe-se que o surgimento destas estruturas foi fundamental para a vida em ambientes secos como a terra. Assim, o aparecimento de uma nova região de DNA, no complexo HOX-A, poderia estar relacionado a este fenômeno. Por último, os autores descrevem que as imunoglobulinas (genes que codificam os anticorpos) presentes no celacanto são mais parecidos com as imunoglobulinas dos peixes cartilaginosos e pulmonados (como a pirambóia amazônica)  que com os demais vertebrados como nós. Assim, o sequenciamento do genoma do celacanto é extremamente importante para entendermos a transição da água para a terra, aguardamos o genoma da pirambóia brasileira um grande (em tamanho) progresso da ciência brasileira….

John Gurdon e o prêmio Nobel de Medicina de 2012

O anúncio do Prêmio Nobel para John Gurdon é mais um reconhecimento para este renomado cientista de uma área pouco conhecida no Brasil, a Biologia do Desenvolvimento. Mas aí vem a pergunta do grande público, porque ele ganhou o prêmio Nobel ? Será que o que ele fe foi tão importante assim para ele ganhar esse prêmio ?

Para responder essa pergunta seria interessante analisar o que John Gurdon fez e ver se ele é realmente digno desse prêmio. Em 1958, Gurdon ainda era um estudante de doutorado utilizando um embrião do sapo Xenopus laevis e Gurdon estabeleceu uma técnica de transplante nuclear para estes animais. Mais do que isso Gurdon transferiu o núcleo de uma célula já diferenciada, no caso o núcleo de uma célula da pele para uma célula jovem (embrionária) sem núcleo (anucleada) e observou o que aconteceria com os sapos gerados após esse transplantes. Os sapos gerados a partir dos transplantes  desses núcleos viveram bem obrigado como  sapos normais. Assim, Gurdon conseguiu mostrar que as células adultas podem ser reprogramadas e que a totipotência, capacidade de gerar todas as células do corpo, pode ser readquirida após o transplante do núcleo de uma célula diferenciada para uma célula anucleada.

A influência dos estudos de Gurdon mudou a radicalmente a medicina. Por exemplo em 1963 um famoso biólogo britânico ao descrever os resultados de Gurdon se tornou um dos primeiros a usar a palavra clone em referência a animais. Outros estudos de reprogramação celular com células-tronco tem como base teórica as descobertas de Gurdon.

Mais importante para os alunos saberem que Gurdon era apenas um aluno de doutorado e que seus resultados foram contestados durante vários anos após a publicação desse artigo, pois eram totalmente opostos ao de pesquisadores mais experientes como Briggs and King. Assim os resultados de Gurdon demoraram mais de 10 anos para serem aceitos pela comunidade científica e serem reconhecidos, logo não desanimem. O que você faz hoje pode ser reconhecido somente daqui a muitos anos…

 

 

XV Semana de Bioestudos – USP Ribeirão Preto

Caros,

Semana passada aconteceu na USP Ribeirão Preto a XV Semana de Bioestudos, evento que fui convidado para ministrar uma palestra.
Este evento organizado exclusivamente pelos alunos me parece o tipo de iniciativa que deve ser altamente estimulada.
Proferi uma palestra de cunho geral discutindo vários aspectos históricos, filosóficos e atuais dos estudos de Evo-Devo tais como a
escolha dos organismos-modelo, a necessidade de termos modelos de espécies nacionais em nossos estudos e particularmente quais
questões são interessantes de serem abordadas no contexto dos artrópodes vetores de doenças nacionais.

Você já parou para pensar em como os embriões do Rhodnius prolixus, do mosquito da dengue Aedes aegypti e do carrapato do boi se desenvolvem dentro do ovo?
Essas perguntas tem norteado o desenvolvimento do nosso grupo de pesquisa no Norte do Estado do Rio de Janeiro e tem levado a
descoberta de alvos bastante interessante para serem estudados como possíveis alvos para o desenvolvimento de vacinas.

Os interessados em obterem maiores informações sobre a palestra (ou o arquivo . pdf) é só mandar um comentário pelo Blog que eu envio a apresentação em .pdf.

Parabéns a Priscila e aos demais membros da Comissão Organizadora da XV Semana de Bioestudos da USP-Ribeirão Preto.

 

Como alguns tecidos crescem mais do que os outros?

 

Você já parou para se perguntar porque algumas estruturas morfológicas são diferentes em espécies correlatas?

Essa questão intriga cientistas desde a época de Charles Darwin. Estudos recentes já discutidos nesse blog mostraram que mudanças na forma dos bicos dos tentilhões estão correlacionadas com mudanças na expressão de moléculas como o gene bone morphogenetic protein 4 (BMP4), por exemplo.

Em um artigo publicado na revista Science neste ano o grupo de Jack Werren estudou o mecanismo molecular envolvido com a diferença no tamanho de asas de vespas do gênero Nasonia, gerando resultados bastante importantes para a compreensão da biologia evolutiva do desenvolvimento.

Werren se aproveitou da diferença de tamanho das asas entre três espécies do gênero Nasonia e do fato que essas diferentes espécies podem ser forçadas a copular. Assim, a partir de cruzamentos foi identificada uma região do genoma (um QTL – quantitative loci em termos técnicos) que é responsável por grandes diferenças de tamanho das asas entre as espécies Nasonia vitripennis e Nasonia giraulti (Figura 1).

Essa região do genoma contém uma sequência que regula a expressão do gene unpaired, um receptor da via de sinalização JAK/STAT, uma das vias já implicadas no controle da proliferação celular em outros sistemas. Assim, vespas com asa grande tem a expressão de unpaired em regiões que terão crescimento da asa, enquanto que vespas com asa pequena não tem expressão de unpaired.

Esse estudo é importante pois liga conhecimentos de genética de populações ao desenvolvimento de estruturas morfológicas. Mais do que isso essa abordagem é diferente da clássica de procurar genes ortólogos de outros organismos (candidate gene approach), mas se baseia em buscas por genes ligados a característica em questão, tamanho da asa, descobrindo como alguns tecidos crescem mais do que os outros….