Velho caminho molecular Regulação Coração Humano Descoberto em um mar Anemome Vivo

Billion - Yea- Velho caminho molecular Regulação Coração Humano Descoberto em um mar Anemome Vivo

Nós, seres humanos têm sido em torno de cerca de 2,5 milhões de anos , mas a batida de nossos corações é controlado por algo muito mais velho do que o Homo sapiens - a vida , as espécies antigas mar anêmona no mesmo canal família de genes e de íons que regulam as contrações de ondas lentas de o coração humano , um caminho molecular antigo que pode ser da ordem de 700 milhões para um bilhão de anos de idade.

"Basicamente ", diz o neurobiólogo Tim Jegla ", quando comparamos a uma anêmona do mar humano , e nós estamos olhando para algo entre 700 milhões e um bilhão de separação evolutiva ' anos. Qualquer coisa que não é fundamentalmente crítica para a vida como um móvel , animal multicelular é diferente. E as coisas que temos em comum estavam lá no sistema nervoso do animal , ambos evoluíram; eles estavam lá no ancestral de praticamente todos os modernos vida animal que não esponjas e geléias pente . Apenas os mecanismos fundamentais são conservadas . E isso nos dá uma janela para que as coisas que temos em comum , que são extremamente importantes. Ela nos diz muito sobre a história de como os animais evoluíram . "

O Jegla Lab estuda a evolução dos sistemas nervoso e muscular , utilizando organismos-modelo , como o vectensis Nematostella cnidários - também conhecido como a anêmona do mar estrela - para investigar características conservadas e as vias moleculares e genes que as sustentam .

Cnidários - compreendendo um filo antiga que , além de anêmonas do mar , inclui animais como águas-vivas e corais - têm sistemas nervosos que lhes permitam coordenar o movimento e responder ao seu ambiente , mas não têm um cérebro ou de quaisquer outros órgãos análogos .

Em um estudo recentemente publicado na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências , o Laboratório Jegla identificado no Nematostella anêmona do mar da mesma família de genes (ERG) , que é responsável pelas contrações de ondas lentas do coração humano . Após a clonagem dos genes para uma investigação mais aprofundada , os pesquisadores descobriram que o canal iônico que codifica manteve a sua função relativamente inalterada desde o tempo dos seres humanos ' e cnidários ' divergência de seu ancestral comum quase um bilhão de anos atrás.

"Esta descoberta ", diz Jegla ", mostra que pelo menos alguns dos mecanismos moleculares por meio da qual controlam a atividade elétrica em coisas como o coração evoluiu em alguns dos primeiros animais, muito antes da existência de corações ou tecido cardíaco mesmo ".

" Isso se encaixa um padrão amplo que estamos descobrindo ", Jegla continua " , que quase todos os principais sistemas de sinalização usados ​​em nossos cérebros e músculos evoluiu centenas de milhões de anos atrás, em um ancestral de bilaterians que parece ter tido um muito versátil e conjunto completo de ferramentas para molecularmente função neuronal que foi conservada durante todo posterior evolução animal e sintonizados com as necessidades específicas do principal filos animais . Parece que um monte de sinalização que fazemos em nossos sistemas neuromusculares complexas é baseado em programas pré-existentes que são apenas adaptados às nossas necessidades fisiológicas específicas " .

De acordo com Jegla , a estrela do mar anêmona é , em essência, um animal que é tão evolutivamente longe de seres humanos quanto possível, enquanto ainda compartilhar os mesmos sistemas de sinalização neuromusculares. Comparações dos seres humanos e cnidários revelam que apenas os mecanismos de importância fundamental são conservados - , tais como as necessárias para tornar um neurónio , ou, neste caso , um sinal neuromuscular .

"Nós fazemos o caso neste papel", Jegla continua, " que as propriedades do canal Erg humana e do antigo canal Nematostella estão sintonizados muito bem ao repolarizar os potenciais de ação longa que você precisa para ter uma contração muscular forte, ou uma prolongada onda de contração como você tem em um piscar de olhos. O que gostaria de fazer agora é ver se esse tipo de canal é fundamentalmente necessário para obter esse tipo de contração onda em todos os animais , e, neste caso , é que o que inicialmente evoluíram para ? Se as contrações da parede do corpo de ondas lentas são os ortólogos funcionais de contração do coração , então nós adaptamos o programa todo preexistente para o coração ?

"Todos os outros canais iônicos que usamos para regular a contração do coração estão lá , também, em Nematostella . Assim, quando olhamos para o que este canal está a fazer no coração do homem e do que podemos supor que poderia estar fazendo na anêmona do mar , podemos começamos a ver que talvez esta seja , de fato, o que evoluiu para ".

Na sequência deste estudo , Jegla lançou uma nova colaboração para investigar a evolução da estrutura neuronal e sinalização com o colega e companheiro neurobiólogo Melissa Rolls , diretor do Centro Institutos Huck ' para Cellular Dynamics .

"Estamos colaborando com Melissa Rolls ", diz Jegla ", para olhar não apenas como os canais e sinalização têm evoluído, mas também a forma como a estrutura dos neurônios -se evoluídos, e quando, por que e como axônios e dendritos evoluiu. A anêmona do mar é um organismo modelo extremamente interessante para fazer isso, porque ele não tem um sistema nervoso centralizado; ele tem uma rede nervosa difusa que mostra evidências de algumas sinapses bidirecionais , o que o torna um grande organismo modelo para estudar os princípios fundamentais de como as células nervosas são colocados juntos a nível de anatomia e de sinalização.

" A neuroanatomia geral da anêmona do mar é muito mais simples do que em outros organismos modelo , por isso acho que vai ser muito mais fácil para correlacionar mudanças na atividade neuronal com mudanças nos comportamentos e, portanto, de olhar para o fundamental , evolutivamente conservada celular e molecular bases de comportamento . "

The Daily Galaxy via Penn State University

Crédito da imagem: http://natgeotv.com.au/content/cache/525x800/natgeosnap/3591.jpg