A incrível capacidade da Hydra de crescer novamente em sua própria cabeça depende desse mecanismo incrível

0
297


Para criaturas de aparência tão simplista e facilmente esquecidas, a Hydra certamente tem poderes incríveis – incluindo a capacidade absurda de fazer suas próprias cabeças crescerem novamente se decapitadas.

Esses animais invertebrados de água doce são também um dos exemplos mais próximos que temos de um ser imortal. A menos que completamente destruído dentro do sistema digestivo de um predador ou consumido pelo fogo, o caule da hidra as células podem se replicar indefinidamente.

Hydra pode muito bem ressuscitar depois de ser dilacerada – contanto que pelo menos cinco células organizadoras da cabeça permanecem intactas eles vão escoar um para o outro, se combinar e começar a organizar o resto da bagunça restante de células de volta a um corpo.

(Ulrich Technau, PNAS, 2000)

Acima: Células de hidra purificadas recuperando a forma ao longo do tempo com novas células organizadoras de cabeça (azul).

Esses traços incríveis há muito prendem a atenção dos cientistas, mas ainda há muito sobre como eles funcionam que permanece misterioso.

Parte do filo cnidário de animais, que inclui medusas, corais e anêmonas do mar, a hidra de 10-20 mm vive em ambientes tropicais de água doce e temperados.

Seus corpos minúsculos e gelatinosos têm tentáculos semelhantes a anêmonas em uma extremidade e um único pé basal atarracado na base que excreta material pegajoso para se agarrar à superfície. Como todos os cnidários, seu plano corporal é radialmente simétrico, em contraste com o nosso simetria bilateral.

Na extremidade da cabeça da hidra, entre seu anel de tentáculos está seu hipóstomo em forma de cúpula – uma estrutura que torna-se sua boca quando eles se rasgam comer. As células se fecham novamente quando não estão em uso, e dentro dessa mesma estrutura é onde essas células organizadoras de cabeça de 50 a 300 geralmente residem.

Essas células determinam que suas vizinhas devem assumir a forma de células principais – sinalizando qual célula deve formar o hipostomo e qual deve se tornar parte dos tentáculos agarradores.

Se a hidra é dividida em duas, em qualquer lugar ao longo de seu terço superior, o corpo restante morre vai crescer mais células organizadoras, que então arranjará uma nova cabeça brilhante para o animal.

Essas células de comando também aparecem naturalmente ao longo do corpo da hidra quando ela está brotando, reproduzindo-se assexuadamente.

Uma hidra com três clones brotando. (micro_photo / iStock / Getty Images Plus)

Para entender estes poderes míticos da hidra, O biólogo Aide Macias-Muñoz da Universidade da Califórnia e seus colegas examinaram mais de perto a genética da hidra, comparando a expressão do gene durante a regeneração e o brotamento da cabeça. Eles mapearam quais áreas do genoma estavam abertas para a expressão gênica no hipostomo e nos tecidos em brotamento.

Pesquisas anteriores sugeriram o epigenética de múltiplas vias de desenvolvimento estão envolvidas, referindo-se a como os genes nessas vias são regulados. Mexer com alguns dos genes reguladores pode produzir alguns resultados bizarros, como vários organizadores de cabeça ao longo do corpo da hidra.

“Uma descoberta empolgante deste trabalho é que os programas de regeneração de cabeça e brotamento em Hydra são bastante diferentes”, diz Macias-Muñoz.

“Mesmo que o resultado seja o mesmo (uma cabeça de hidra), a expressão do gene é muito mais variável durante a regeneração. A expressão dinâmica do gene que acompanha está a remodelação dinâmica da cromatina em locais onde os fatores de transcrição do desenvolvimento se ligam.”

Em outras palavras, o andaime ao redor do qual o DNA se forma para formar – sua cromatina – é aberto nessas regiões para permitir que as células façam uso desses genes de desenvolvimento.

Muitas dessas 2.870 regiões do genoma – identificadas como estando ‘em uso’ dentro das células organizadoras durante a regeneração da cabeça – incluem genes potenciadores, cujos produtos ajudam a impulsionar outros processos de desenvolvimento.

Essas descobertas sugerem que esses intensificadores de desenvolvimento complexos estavam presentes antes da separação evolutiva da Cnidaria do grupo de animais que são bilateralmente simétricos (o que nos inclui), 600 milhões de anos atrás, explica Macias-Muñoz.

A equipe também encontrou uma família de genes envolvidos na regeneração da cabeça, chamada Fos, que também é visto em processos de regeneração em outras espécies, incluindo peixes, salamandras e ratos.

Os genomas de cnidários como a hidra são surpreendentemente semelhantes aos nossos, particularmente em genes codificadores de proteínas, o que significa que as diferenças claras em nossa morfologia são provavelmente devido a como os genes são regulados, explicam os pesquisadores.

Foi demonstrado que os genes estimuladores regulatórios evoluem mais rapidamente do que outras sequências de codificação em animais modelo de mamíferos, o que pode indicar um mecanismo importante que impulsiona a mudança e a diversidade ao longo de longos períodos evolutivos.

“Portanto, o estudo de cnidários oferece oportunidades potenciais para elucidar aspectos-chave de [animal] evolução, como a formação de [the] plano bilateral do corpo, e o sistema nervoso, “o equipe escreveu em seu jornal.

A notável capacidade da hidra de regenerar sua própria cabeça é certamente um exemplo espetacular do poder da epigenética.

Esta pesquisa foi publicada em Biologia e evolução do genoma.



Fonte original deste artigo

DEIXE UMA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here