A impressão digital genética da anêmona do mar Nematostella vectensis mostra que os membros deste filo animal evolutivamente muito antigo usam as mesmas cascatas de genes para a diferenciação de tipos de células neuronais como organismos mais complexos. Esses genes também são responsáveis ​​pelo equilíbrio de todas as células do organismo ao longo da vida da anêmona. Os resultados foram publicados por uma equipe de biólogos do desenvolvimento liderada por Ulrich Technau da Universidade de Viena em Relatórios de células .
Quase todos os organismos animais são feitos de milhões, senão bilhões de células que se agrupam de maneiras complexas para formar tecidos e órgãos específicos, que consistem em vários tipos de células diferentes, como uma variedade de neurônios ou células glandulares. Como esse importante equilíbrio de diversos tipos de células surge, como ele é regulado e se os diferentes tipos de células de diferentes organismos animais têm uma origem comum não é bem compreendido.

A impressão digital de célula única leva a ancestrais comuns

O grupo de pesquisa, liderado pelo biólogo do desenvolvimento evolutivo Ulrich Technau, que também é chefe da plataforma de pesquisa Single Cell Regulation of Stem Cells (SinCeReSt) da Universidade de Viena, decifrou a diversidade e a evolução de todos os tipos de células nervosas e glandulares e suas origens de desenvolvimento na anêmona do mar Nematostella vectensis. Para conseguir isso, eles usaram a transcriptômica de célula única, um método que revolucionou a biomedicina e a biologia evolutiva na última década.

"Com isso, organismos inteiros podem ser resolvidos em células únicas - e a totalidade de todos os genes atualmente expressos em cada célula individual pode ser decodificado. Diferentes tipos de células diferem fundamentalmente nos genes que expressam. Portanto, a transcriptômica de célula única pode ser usada para determinar a impressão digital molecular de cada célula individual", explica Julia Steger, primeira autora da publicação atual.

No estudo, as células com uma impressão digital sobreposta foram agrupadas. Isso permitiu que os cientistas distinguissem tipos de células definidas ou células em estágios de transição de desenvolvimento, cada uma com combinações de expressão únicas. Também permitiu que os pesquisadores identificassem as populações comuns de células-tronco e progenitoras dos diferentes tecidos. Para sua surpresa, eles descobriram que, ao contrário de suposições anteriores, neurônios, células glandulares e outras células sensoriais se originam de uma população progenitora comum, o que pode ser verificado por rotulagem genética em animais vivos. Como algumas células glandulares com funções neuronais também são conhecidas em vertebrados, isso pode indicar uma relação evolutiva muito antiga entre células glandulares e neurônios.

Gene antigo em uso constante

Um gene desempenha um papel especial no desenvolvimento dessas células ancestrais comuns. SoxC é expresso em todas as células precursoras de neurônios, células glandulares e cnidócitos e é essencial para a formação de todos esses tipos de células, como os autores também puderam demonstrar em experimentos knockout.

"Curiosamente, este gene não é estranho:ele também desempenha um papel importante na formação do sistema nervoso em humanos e muitos outros animais, o que, juntamente com outros dados, mostra que esses principais mecanismos reguladores da diferenciação das células nervosas parecem ser conservados todo o reino animal", diz Technau.

Ao comparar diferentes estágios de vida, os autores também descobriram que nas anêmonas do mar, os processos genéticos de desenvolvimento dos neurônios são mantidos desde o embrião até o organismo adulto, contribuindo assim para o equilíbrio dos neurônios ao longo da vida de Nematostella vectensis. Isso é notável porque, ao contrário dos humanos, as anêmonas do mar podem substituir neurônios ausentes ou danificados ao longo de suas vidas. Para pesquisas futuras, isso levanta a questão de como a anêmona do mar consegue manter esses mecanismos, que em organismos mais complexos só ocorrem na fase embrionária, no organismo adulto de forma controlada. + Explorar mais

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