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Peixe fora d’água: como os embriões de killifish adaptaram seu desenvolvimento

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Jun 8, 2024
Embriões de Killifish sob um microscópio de fluorescência.  Deixado com um eixo desenvolvido, r

Embriões de Killifish sob um microscópio de fluorescência. Esquerda com eixo desenvolvido, certo sem formação do eixo. As células permanecem dispersas.

O killifish anual vive em regiões com seca extrema. Um grupo de pesquisa da Universidade de Basileia relata agora na “Science” que a embriogênese inicial do killifish diverge daquela de outras espécies. Ao contrário de outros peixes, a sua estrutura corporal não é predeterminada desde o início. Isso poderia permitir que a espécie sobrevivesse ilesa aos períodos de seca.

O killifish turquesa habita áreas caracterizadas por condições extremas. A espécie, nativa da África, pode sobreviver a períodos prolongados de seca devido ao seu ciclo de vida único. Durante os períodos úmidos, depositam seus ovos fertilizados na lama. Quando as águas secam, os peixes adultos morrem, enquanto os embriões permanecem dormentes na lama seca entrando em diapausa. Depois que a chuva cai, o desenvolvimento do embrião continua.

Em contraste com outros animais, os primeiros embriões do killifish dispersam-se completamente em células individuais, que mais tarde se agregam para formar os eixos do corpo e o embrião propriamente dito. As espécies de killifish Nothobranchius furzeri adaptou assim a sua embriogénese e ciclo de vida às suas condições ambientais.

Eixo dorso-ventral do corpo

A equipe do professor Alex Schier do Biozentrum da Universidade de Basileia e pesquisadores da Universidade de Harvard e da Universidade de Washington em Seattle descobriram que a embriogênese inicial do killifish difere de outras espécies de peixes também no nível molecular. “Normalmente, o eixo dorso-ventral do corpo, ou seja, o dorso e o ventre do embrião do peixe, já é determinado pela mãe”, diz Schier. “Descobrimos que as células embrionárias dos killifish não são pré-padronizadas pela mãe, mas se auto-organizam para formar o eixo do corpo”. Em sua recente publicação em Ciênciaos pesquisadores descrevem como o eixo dorso-ventral é formado no killifish.

O chamado fator Huluwa desempenha um papel decisivo no desenvolvimento embrionário inicial dos peixes. É transmitido da mãe para o embrião e dita o eixo dorso-ventral do corpo. Isso é crucial para a morfogênese, bem como para a correta formação e posicionamento dos órgãos.

“Anteriormente, presumia-se que o Huluwa era indispensável para a formação do eixo”, explica Schier. “Agora conseguimos mostrar que esse fator é inativo no killifish. As células embrionárias encontram o lugar certo por conta própria, elas se auto-organizam completamente após a dissociação.” Ao contrário de outros peixes, a determinação do eixo dorso-ventral no killifish ocorre numa fase posterior e é regulada por factores embrionários. “O embrião surge quase magicamente”, diz Schier. “Como exatamente isso acontece ainda não está claro.”

Bem adaptado a condições ambientais extremas

“Entre os peixes, os killifish anuais apresentam um desenvolvimento embrionário atípico que desafia os conceitos atuais de formação de eixos”, diz Schier. A ausência de pré-padrão materno em embriões de killifish pode oferecer uma vantagem de sobrevivência, evitando o acúmulo de células danificadas durante as estações secas ou a perda de informações sobre a estrutura corporal. “Nosso estudo mostra que a evolução encontra rotas alternativas de desenvolvimento sob pressões seletivas impostas por ambientes extremos”, conclui Schier.

Publicação original

Philip B. Abitua, Laura M. Stump, Deniz C. Aksel e Alexander F. Schier
Formação do eixo em killifish anuais: Nodal e –catenina regulam a morfogênese sem pré-padronização de Huluwa.
Ciência (2024), ado7604

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