O enigma das lampreias: revelando mistérios evolutivos dos vertebrados sem mandíbulas

São PauloLampreias, um dos poucos vertebrados sem mandíbulas, estão causando problemas nas pescarias do meio-oeste dos EUA, mas também ajudam cientistas a entender a evolução dos vertebrados. Pesquisadores da Universidade Northwestern compararam lampreias com rãs aquáticas com mandíbulas chamadas Xenopus. Eles descobriram informações essenciais sobre dois tipos importantes de células-tronco: células de blastula pluripotentes e células da crista neural.

Aqui estão alguns pontos importantes do estudo:

• Os genes das lampreias e dos sapos têm redes de pluripotência semelhantes.
• As lampreias não expressam o gene pou5 nas células da crista neural.
• Esse gene é crucial para a formação das estruturas da mandíbula e da cabeça nos vertebrados com mandíbulas.

Células pluripotentes podem se transformar em qualquer tipo de célula no organismo. Tanto células da blástula quanto células da crista neural possuem essa capacidade. Um estudo recente revelou que, enquanto células da crista neural de rãs apresentam expressão de pou5, as de lampreias não. Essa diferença pode explicar a ausência de mandíbulas nas lampreias. Os pesquisadores publicaram suas descobertas na Nature Ecology & Evolution.

Estudar lampreias pode nos ajudar a entender as origens e o desenvolvimento dos vertebrados, incluindo os humanos. Carole LaBonne, professora da Universidade Northwestern e especialista em biologia do desenvolvimento, liderou um estudo e afirmou que, para compreender a evolução, devemos investigar os vertebrados vivos mais primitivos, como peixes-bruxa e lampreias.

Células da Crista Neural Mantêm Pluripotência

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As células da crista neural são versáteis e podem se transformar em diferentes tipos celulares, como neurônios e células musculares. Nos vertebrados com mandíbula, as células da blástula perdem precocemente a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares, enquanto as células da crista neural mantêm essa habilidade por mais tempo. Pesquisadores descobriram que as células da blástula de lampreias ainda possuem uma rede completa para pluripotencialidade, sugerindo que vertebrados com e sem mandíbula podem ter evoluído esses tipos de células-tronco em conjunto.

Joshua York, o primeiro autor e um pesquisador pós-doutorando, destacou que, embora os genes de lampreia e rã sejam em grande parte semelhantes, as lampreias não expressam o gene pou5 nas células da crista neural. Isso pode sugerir que o gene foi perdido ao longo do tempo e não surgiu posteriormente em vertebrados com mandíbulas. Mesmo após 500 milhões de anos de evolução, existem limites rigorosos nos níveis de expressão genética necessários para promover a pluripotência.

Lampreias e sapos têm evoluído separadamente por milhões de anos, mas ainda utilizam mecanismos biológicos semelhantes. Os cientistas se perguntaram por que essas similaridades ocorrem. O projeto recebeu financiamento de diversas organizações, como os Institutos Nacionais de Saúde e a Fundação Nacional de Ciência, e foi dedicado ao Dr. Joseph Walder.

Estudar lampreias pode ajudar os cientistas a entenderem mais sobre a evolução dos vertebrados. Ao comparar lampreias com animais que possuem mandíbulas, os pesquisadores buscam descobrir como características importantes nos animais modernos, incluindo os humanos, se desenvolveram. Essa pesquisa representa um avanço na resolução desses antigos mistérios biológicos.