Isso acontece nas primeiras horas após a fertilização:as células do embrião inicial começam a produzir proteínas de forma independente, os blocos de construção para células e órgãos. Seu próprio material genético composto exclusivamente serve como modelo. Nos vertebrados, o sinal inicial para esse processo vem de três proteínas maternas que se ligam ao DNA da prole. Novas descobertas do Dr. Meijiang Gao de uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Daria Onichtchouk no Instituto de Biologia da Universidade de Freiburg Eu agora mostro, usando um modelo de peixe-zebra, como duas dessas três proteínas iniciais da célula-ovo provocam seus papéis e como eles agem no desenvolvimento posterior. As descobertas foram publicadas em um estudo na revista Nature Communications .
"Mostramos como as proteínas Pou5f3 e Sox19b funcionam em diferentes momentos do desenvolvimento embrionário e em diferentes áreas do embrião", diz o biólogo da abordagem integrativa do estudo. Ela conduz sua pesquisa no Cluster de Excelência CIBSS da Universidade de Freiburg – Centro de Estudos Integrativos de Sinalização Biológica, cujos cientistas estão buscando o objetivo de entender os processos de sinalização em todas as escalas. O Prof. Dr. Jens Timmer e Markus Rosenblatt do Instituto de Física da Universidade de Freiburg também participaram do estudo.

Moléculas importantes para pesquisas com células-tronco

Proteínas humanas semelhantes, chamadas homólogas de Pou5f3 e Sox19b, são usadas em pesquisas para produzir artificialmente células-tronco a partir de células da pele humana. "O papel preciso desses fatores no desenvolvimento é altamente interessante para pesquisa e medicina por esse motivo também", diz Onichtchouk.

Para determinar com precisão quais genes são controlados por essas duas proteínas e como elas interagem, a bióloga e sua equipe estudaram o desenvolvimento de embriões de peixe-zebra. Eles induziram mutações nos genes para Pou5f3 e Sox19b para que o peixe deixasse de produzir essas proteínas reguladoras. Dessa forma, eles conseguiram demonstrar que as duas proteínas têm tarefas independentes. No entanto, ambos agem no DNA ligando-se a regiões reguladoras de genes e tornando os genes livremente acessíveis à maquinaria celular.

Controle de genes no modo de suspensão

Além disso, a equipe descobriu que Pou5f3 e Sox19b suprimem programas genéticos tardios. “Eles mantêm processos importantes no modo de suspensão para que não sejam iniciados até mais tarde, quando a etapa apropriada no desenvolvimento se aproximar”, descreve Onichtchouk. "Isso diz respeito aos genes responsáveis ​​pelo desenvolvimento dos órgãos." No entanto, Pou5f3 e Sox19b parecem ser os fatores determinantes para a ativação dos genes apenas no lado ventral do embrião. No lado dorsal, são ineficazes. Onichtchouk quer determinar o motivo disso:"Estamos curiosos para descobrir o que assume essa função aqui e se essas proteínas também são originárias da mãe".