Desarrollo del corazón reptiliano y la base molecular de la evolución de la cámara cardíaca

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo evolutivo Biología del desarrollo evolutivo
• Evolución del sistema cardiovascular en su evolución.
• Genética molecular genética molecular.

Sus antecedentes:

• La vida terrestre requería sistemas circulatorios avanzados, lo que llevó a la evolución de corazones de cuatro cámaras en aves y mamíferos.
• La trayectoria evolutiva del corazón amniótico, particularmente la septación ventricular, sigue siendo incompletamente entendida.
• Se debate la estructura ventricular reptiliana, con preguntas sobre los ventrículos con un solo ventrículo frente a los incompletamente septados.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el papel de la expresión génica en el desarrollo de los ventrículos de los reptiles durante la evolución del corazón.
• Para comparar el desarrollo ventricular y la expresión del gen del factor de transcripción de la caja T Tbx5 en tortugas y anoles con patrones conocidos en mamíferos y aves.
• Aclarar los mecanismos moleculares subyacentes a la septación ventricular y la evolución del corazón amniótico.

Principales métodos:

• Se examinó el desarrollo del corazón y la expresión del gen Tbx5 en la tortuga corredera de orejas rojas (Trachemys scripta elegans) y el anole verde (Anolis carolinensis).
• Comparó los patrones de expresión de Tbx5 de los reptiles con los de los modelos de aves y mamíferos.
• Utilizó knockout genético (pérdida de Tbx5) y estudios de expresión errónea en modelos de ratón para evaluar la función de Tbx5 en la septación ventricular.

Principales resultados:

• Tanto los embriones de tortuga como de anole inicialmente muestran una expresión homogénea de Tbx5 en el ventrículo en desarrollo, a diferencia de la expresión restringida del ventrículo izquierdo en mamíferos y aves.
• La expresión de Tbx5 se restringe al ventrículo izquierdo en las tortugas, formando un gradiente izquierdo-derecho, pero no en los anoles.
• La pérdida o mala expresión de Tbx5 en modelos de ratón da como resultado una única cámara ventricular sin septo, lo que pone de relieve el papel crítico de Tbx5 en el patrón y la septación.

Conclusiones:

• Un gradiente Tbx5 empinado y correctamente posicionado es esencial para establecer la septación ventricular.
• El refinamiento de la expresión de Tbx5 durante la evolución probablemente contribuyó al desarrollo de ventrículos distintos en los amniotas.
• La expresión alterada de reguladores del desarrollo como Tbx5 proporciona un mecanismo molecular clave para la evolución de los vertebrados, incluido el desarrollo cardíaco.