Compreender de onde viemos pode revelar como a própria vida evoluiu até à sua espantosa complexidade. O estudo investiga as origens das células que possibilitam a cura, o crescimento e a regeneração em animais: as células-tronco. Ao rastrear as raízes surpreendentes de uma proteína chave até antigos organismos unicelulares, o estudo revela uma história que liga os humanos aos seus primeiros antepassados, revelando como os blocos de construção da vida evoluíram muito antes dos animais aparecerem na Terra.
Os cientistas há muito que querem compreender as origens dos animais multicelulares e como as suas células se desenvolveram numa gama tão ampla de formas e funções. Um novo estudo liderado pelo professor Ralf Jauch, pelo Dr. Alex de Mendoza e colegas da Universidade de Hong Kong e do Instituto Max Planck de Microbiologia Terrestre revela a história das proteínas Sox e POU, que são críticas para o funcionamento das células-tronco animais. O estudo, publicado na Nature Communications, desafia suposições anteriores de que estas proteínas só ocorrem em animais.
Os resultados deste estudo indicam que as proteínas Sox e POU estavam presentes nos ancestrais unicelulares dos animais. Essas proteínas são encontradas em coanoflagelados, organismos unicelulares intimamente relacionados aos animais. Notavelmente, descobriu-se que as proteínas Sox nestes organismos são semelhantes às versões de mamíferos, especificamente Sox2, e podem até transformar células somáticas de camundongos em células capazes de se desenvolver em qualquer tipo de célula especializada. No entanto, as proteínas POU destes organismos, embora estruturalmente semelhantes, não possuem as características necessárias para tal transformação.
Especialistas na área podem achar os comentários do pesquisador principal convincentes. O professor Jauch explica: “Nossos resultados sugerem que a evolução das células-tronco animais pode ter envolvido a adaptação de um conjunto pré-existente de fatores de transcrição”. Isto significa que as propriedades das proteínas Sox de organismos antigos podem tê-las tornado adequadas para os primeiros processos de células-tronco animais.
Técnicas avançadas permitem aos pesquisadores reconstruir versões antigas de proteínas Sox e testar suas capacidades. Estas experiências sugerem que tais proteínas podem induzir células somáticas em animais modernos a se transformarem em células estaminais pluripotentes. Isto sugere que as ferramentas necessárias para criar células estaminais já existiam muito antes da existência dos animais, tornando potencialmente mais viável a transição para a vida multicelular.
No futuro, as implicações deste trabalho ampliam nossa compreensão de como a diversidade e a complexidade celular evoluem. Os investigadores sublinham que estas proteínas são refinadas ao longo do tempo e desempenham um papel crucial para ajudar as células a manter a sua capacidade de se renovarem e de se transformarem em formas especializadas. O estudo também revelou lacunas em estudos anteriores que podem ter subestimado a difusão destas proteínas entre os antigos parentes de animais unicelulares.
Em última análise, este estudo fornece fortes evidências de que as proteínas Sox e POU foram atores-chave no desenvolvimento de células-tronco animais, mesmo antes da existência de organismos multicelulares. Ele conecta uma importante peça que faltava na história evolutiva e prepara o terreno para futuras pesquisas sobre os mecanismos que ajudam a transição da vida de formas simples para formas complexas.
Referência do diário
Gao, Y., Tan, DS, Gilbig, M., et al. “O surgimento dos fatores de transcrição Sox e POU é anterior à origem das células-tronco animais.” Comunicações da Natureza (2024). Número digital: https://doi.org/10.1038/s41467-024-54152-x
Sobre o autor
Professor Ralph Rauch é um distinto cientista especializado em biologia de células-tronco e regulação transcricional. Trabalhando na Universidade de Hong Kong, ele é líder na descoberta dos mecanismos moleculares que impulsionam a identidade e a pluripotência celular. Seu trabalho se concentra em fatores de transcrição, como as proteínas Sox e POU, que desempenham papéis críticos na manutenção e diferenciação de células-tronco. O professor Jauch trabalha para compreender as origens evolutivas desses fatores, unindo os campos da biologia molecular e da ciência evolutiva. Sua pesquisa inovadora utiliza técnicas de ponta para reconstruir proteínas antigas, revelando como a complexidade celular surgiu durante a evolução. Amplamente respeitado pelo seu rigor científico, ele colabora ativamente com investigadores de todo o mundo e orienta a próxima geração de cientistas. Através da sua investigação inovadora, o Professor Jauch continua a fazer contribuições significativas para a biologia das células estaminais e para a nossa compreensão das bases moleculares mais antigas da vida.
Dr. Alex de Mendoza é um renomado biólogo evolucionista cuja pesquisa explora as origens moleculares de formas de vida complexas. Afiliado à Queen Mary University of London, ele trabalha na decodificação de como fatores de transcrição precoce, como Sox e POU, contribuem para a evolução de organismos multicelulares. O trabalho do Dr. de Mendoza combina a teoria evolutiva com a biologia molecular de ponta, permitindo-lhe descobrir os antigos mecanismos genéticos que moldam a diversidade da vida. Sua pesquisa investiga como os ancestrais unicelulares lançaram as bases para as células-tronco animais, revelando conexões fascinantes entre proteínas antigas e a biologia moderna. Dr. de Mendoza é conhecido por sua abordagem interdisciplinar, colaborando com cientistas de todo o mundo para abordar questões fundamentais sobre a evolução da vida. Através de sua pesquisa, ensino e divulgação científica, ele continua a estimular a curiosidade sobre as origens da multicelularidade e as vias moleculares que conectam a vida antiga aos sistemas biológicos atuais.
