La evolución de la vía de la endotelina impulsó la diversificación de las células de la cresta neural

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• Biología evolutiva
• La genética

Sus antecedentes:

• Las células de la cresta neural (NCC) son células migratorias específicas de los vertebrados cruciales para la formación de diversas características adultas.
• Se supone que los eventos genómicos como la duplicación de genes contribuyen a la evolución del NCC, pero falta evidencia funcional directa.
• La señalización de endotelinas (Edn) es exclusiva de los vertebrados y juega un papel en el desarrollo del NCC en los vertebrados con mandíbula.

Objetivo del estudio:

• Investigar si la evolución de la señalización Edn fue una fuerza impulsora en la evolución de las NCC.
• Comprender las funciones antiguas y específicas del linaje de la señalización Edn en el desarrollo de NCC.
• Para vincular la evolución de los genes, incluida la duplicación, a la aparición de los NCC como novedad en los vertebrados.

Principales métodos:

• La mutagenesis CRISPR-Cas9 se utilizó para interrumpir los genes edn, ednr y dlx en la lamprea marina (Petromyzon marinus).
• Se realizaron análisis comparativos utilizando Xenopus laevis para ampliar la representación de gnathostome.
• Se recopilaron pruebas genéticas funcionales mediante la observación de los efectos de la alteración genética en el desarrollo del NCC.

Principales resultados:

• La señalización Edn estaba activa en los NCC antes de los eventos de duplicación del genoma de los vertebrados.
• Después de las duplicaciones de todo el genoma, las vías parálogas de Edn divergieron, lo que condujo a subpoblaciones distintas de NCC con requisitos de señalización variados.
• Las diferencias en los objetivos de la vía Edn se correlacionan con las variaciones en el esqueleto orofaríngeo y el sistema nervioso autónomo entre las lampreas y los gnathostomes.

Conclusiones:

• La evolución de la señalización Edn proporcionó vínculos genéticos funcionales con el origen y la duplicación de genes que impulsan la evolución de NCC.
• La divergencia de las vías de señalización de Edn después de la duplicación del genoma creó modularidad del desarrollo, lo que permitió la evolución independiente de los derivados de NCC.
• Este estudio proporciona evidencia funcional para la evolución gradual de las NCC, un rasgo definitorio de los vertebrados, a través de la duplicación genética y la diversificación de las vías.