viernes, noviembre 09, 2007

Variação epigenética

O artigo de Yashiro et al (2007) na última edição da revista Nature trata do desenvolvimento de assimetrias nos grandes vasos cardíacos. Os arcos branquiais (estruturas transientes, legado de nossa história filogenética) inicialmente são pares simétricos. A partir de um determinado estágio, os vasos do lado direito regridem e os esquerdos (quarto e sexto) se diferenciam nas artérias aorta e pulmonares. O experimento mostra que a assimetria do arco aórtico é produzida pelo fluxo assimétrico de sangue durante a ontogenia. Ao impedir, microcirurgicamente, o fluxo de sangue pelos vasos esquerdos, o sangue flui pelo lado direito, revertendo a assimetria dos vasos. O maior fluxo sanguíneo no lado direito ou esquerdo determina a forma do arco aórtico. Os autores procuram associar o resultado à dispersão de certos fatores de transcrição.
O fato de que o fluxo sanguíneo influencia o desenvolvimento dos vasos sanguíneos é bem conhecido. O que me chamou atenção no caso do arco aórtico é ele ser um caso discutido em biologia evolucionária. Pere Alberch (1980) usou o exemplo da variação dos arcos aórticos em lebres para mostrar a importância da variação no processo evolutivo. Longe de ser aleatória e não direcionada, como esperado pela teoria neo-darwinista, o exame da variação dos arcos aórticos mostrou que ela ocorre em direções e proporções determinadas (ver figura). Portanto, o processo evolutivo não segue a direção imposta pela seleção externa sobre uma variação genética aleatória e isotrópica. Ela segue a direção imposta pela dinâmica do sistema.



O que o experimento de Yashiro et al indica é que esta variação é epigenética. Ela não é imposta por constraints internos. Ela emerge da história de interações no sistema e do sistema com o nicho.
A variação do arco aórtico é gerada por diferenças hemodinâmicas, que está sujeita a influências produzidas por interações fisiológicas e comportamentais. Uma conduta mais ativa ou sedentária, em profundidades ou altitudes elevadas ou em temperaturas diferentes, alteram o fluxo sanguíneo, podendo levar a novas variações da morfologia do arco aórtico. Ou pode ainda ser um "efeito colateral" de variações em outras partes do sistema, como a altura da cabeça ou o tamanho do cérebro.
Enfim, a variação é epigenética. Não é interna nem externa, mas emerge da dinâmica fisiológica e comportamental. Já pensou na diferença hemodinâmica entre o coração de um Mus musculus e um Balaenoptera musculus?



Alberch, P. Ontogenesis and Morphological Diversification. Integrative and Comparative Biology, v.20, n.4, p.653. 1980.

Yashiro, K., H. Shiratori, et al. Haemodynamics determined by a genetic programme govern asymmetric development of the aortic arch. Nature, v.450, n.7167, p.285-288. 2007.

5 comentarios:

Sanders dijo...

Aún no he leído este paper (sin duda lo haré) pero llama la atención que teniendo un caso claro de desarrollo epigenético, los autores decidan poner énfasis en el componente genético.

Acaso se refieren a supuestos mutantes de simetría del corazón?

Sanders dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
Sanders dijo...

me lo imaginaba. Ptx2.
este tipo de cuestion para los que creen en el determinismo genético debe ser una especie de regresión infinita: ya que para explicar porque la expresión de ptx2 es asimétrica, debe haber un gen; y para ese otro, y así... lo que sea con tal de seguir escondiendo la cabeza bajo a tierra con la "paradoja de Lillie"

Anónimo dijo...

E tem mais um caráter histórico aí...

a forma e todo o padrão de expressão da impronta metabólica das células endoteliais depende do estresse mecânico do sangue circulando.

Se cultivo células endoteliais numa garrafinha de cultura, essas células são muito distintas das células que encontro no vaso. Entretando, se faço passar na garrafa de cultura um fluxo laminar, então muda a forma e muda a o padrão de expressão da impronta proteica.

E mais ainda, se o fluxo do sangue passando no leito vascular for laminar ou turbilhonar, isso resulta que muda radicalmente a fisiologia das células endoteliais.

Quer dizer, a fisiologia se constrói em cima dessa história de interação...

Assim como no caso do artigo da formação do arco aórtico, claro que encontramos expressão diferencial de genes, mas o importante é que isso se passe de maneira concatenada com a história, como parte dela e não como causa...

abraços gustavo

Ianchu dijo...

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Desde ya, ¡Un gusto!

Desde Buenos Aires, Dr. Fabio Celnikier