Hoje em dia, os dragões estão mantendo os fãs de "Game of Thrones" atentos. Mas eles também estão fornecendo informações importantes sobre a evolução do cérebro dos vertebrados, conforme revelado pelo trabalho dos cientistas de Max Planck no cérebro do dragão barbudo australiano Pogona vitticeps. A evolução dos vertebrados deu uma grande reviravolta há 320 milhões de anos, quando os primeiros tetrápodes (animais com quatro membros) passaram da água para a terra, dando origem a três clados principais:os répteis, os pássaros (um ramo da árvore reptiliana) e os mamíferos. Por causa da ancestralidade comum, os cérebros de todos os tetrápodes compartilham uma arquitetura basal semelhante estabelecida durante o desenvolvimento inicial.
No entanto, como as variações deste "Bauplan" comum contribuíram para os atributos específicos do clado ainda não está claro. Neurocientistas do Instituto Max Planck para Pesquisa do Cérebro em Frankfurt abordaram essa questão gerando um atlas molecular do cérebro de dragão e comparando-o com um de camundongos. Suas descobertas sugerem que, ao contrário da crença popular de que um cérebro de mamífero consiste em um antigo cérebro "reptiliano" suplementado com novas características de mamíferos, tanto os cérebros de répteis quanto de mamíferos evoluíram seus próprios tipos e circuitos de neurônios específicos de clado, a partir de um conjunto ancestral comum.

"Os neurônios são os mais diversos tipos de células do corpo. Sua diversificação evolutiva reflete alterações nos processos de desenvolvimento que os produzem e podem levar a mudanças nos circuitos neurais aos quais pertencem", diz o Prof. Gilles Laurent, Diretor do Instituto Max Planck de Brain Research, que liderou o novo estudo publicado na Science .

"Por exemplo, áreas cerebrais distintas não funcionam isoladamente, sugerindo que a evolução de regiões interconectadas, como o tálamo e o córtex cerebral, pode estar de alguma forma correlacionada. estrutura ancestral pode ter evoluído de tal forma que permanece ancestral em um clado hoje, enquanto é 'moderno' no outro. Por outro lado, pode ser que ambos os clados agora contenham uma mistura de comum (antigo) e específico (romance) tipos de neurônios. Esses são os tipos de questões que nossos experimentos tentaram abordar", acrescenta Laurent.

Embora as abordagens tradicionais para comparar regiões de desenvolvimento e projeções no cérebro não tenham a resolução necessária para revelar essas semelhanças e diferenças, Laurent e sua equipe adotaram uma abordagem transcriptômica celular. Usando uma técnica chamada sequenciamento de RNA de célula única que detecta uma grande fração das moléculas de RNA (transcriptomas) presentes em células únicas, os cientistas geraram um atlas do tipo de célula do cérebro do dragão barbudo australiano Pogona vitticeps e o compararam com o rato existente conjuntos de dados cerebrais.

As comparações transcriptômicas revelam classes compartilhadas de tipos de neurônios

"Perfilamos mais de 280.000 células do cérebro de Pogona e identificamos 233 tipos distintos de neurônios", explica David Hain, estudante de pós-graduação do Laurent Lab e co-autor do estudo. “A integração computacional de nossos dados com dados de camundongos revelou que esses neurônios podem ser agrupados transcriptômicamente em famílias comuns, que provavelmente representam tipos de neurônios ancestrais”, diz Hain. Além disso, ele descobriu que a maioria das áreas do cérebro contém uma mistura de tipos de neurônios comuns (antigos) e específicos (novos).

A estudante de pós-graduação Tatiana Gallego-Flores usou técnicas histológicas para mapear esses tipos de células em todo o cérebro do dragão e observou (entre outros) que os neurônios do tálamo poderiam ser agrupados em dois domínios transcriptômicos e anatômicos, definidos por sua conectividade com outras regiões do cérebro. Como essas regiões conectadas tiveram destinos diferentes em mamíferos e em répteis, sendo uma dessas regiões altamente divergentes, comparar os transcriptomas talâmicos desses dois domínios mostrou-se muito interessante. De fato, revelou que a divergência transcriptômica correspondia à das regiões alvo.

"Isso sugere que a identidade transcriptômica neuronal reflete um pouco, pelo menos em parte, a conectividade de longo alcance de uma região com seus alvos. Como não temos os cérebros de vertebrados antigos, reconstruindo a evolução do cérebro nos últimos meio bilhão de anos exigirá a conexão de dados moleculares, de desenvolvimento, anatômicos e funcionais muito complexos de forma auto-consistente. Vivemos tempos muito emocionantes, porque isso está se tornando possível", conclui Laurent. + Explorar mais

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