En primer vínculo genético entre los reptiles y Human Heart Evolución encontrados

Abril 5, 2016 Admin Salud 0 7
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La investigación, publicada en la edición del 03 de septiembre de la Naturaleza, muestra cómo una proteína específica que activa los genes que participan en la formación del corazón en las tortugas, los lagartos y los seres humanos.

"Este es el primer vínculo genético para la evolución de dos, en lugar de uno, la cámara de bombeo en el corazón, que es un evento clave en la evolución del ser de sangre caliente", dijo Gladstone investigador Benoit Bruneau, PhD, quien dirigió el estudio . "El gen involucrado, Tbx5, también está implicado en la enfermedad cardíaca congénita humana, por lo que nuestros resultados también aportan conocimiento de las enfermedades humanas."




Desde un punto de vista evolutivo, los reptiles ocupan un punto crítico en la evolución del corazón.

Mientras pájaro y corazón de los mamíferos tienen cuatro cámaras, ranas y otros anfibios tienen tres. "¿Cómo evolucionan los corazones de tres a cuatro habitaciones?" Dijo Bruneau. "Las diferentes reptiles ofrecen una especie de continuo tres y cincuenta y siete habitaciones. Para la visita, hemos aprendido mucho sobre cómo se forman normalmente las cámaras del corazón humano."

Explicó que con cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos-humanos y todos los demás mamíferos tienen sangre fluye completamente independientes a los pulmones y al resto del cuerpo, que es esencial para nosotros ser de sangre caliente.

Cuando se trata de reptiles, como tortugas y lagartos, hay un debate acerca de si tienen uno o dos ventrículos, que son las cámaras de bombeo. "El principal problema para nosotros entender la evolución del corazón fue identificar la verdadera naturaleza de estos ventrículos reptiles tempranos y entender lo que controla la separación del corazón hacia la izquierda y la derecha," dijo el Dr. Bruneau.

Para entender mejor el corazón evolución reptil, el equipo del Dr. Bruneau utilizó moderna genética molecular para examinar Tbx5. Las mutaciones en el gen que codifica el resultado Tbx5 humano en la enfermedad cardíaca congénita y, en particular, los defectos septales ventriculares, la pared muscular que separa el ventrículo en dos secciones. Tbx5 es un factor de transcripción, una proteína que otros genes dentro o fuera. En los seres humanos y otros mamíferos, los niveles TBX5 son altos en el ventrículo izquierdo y la parte inferior derecha. El límite de los niveles altos y bajos es justo donde las formas tabique para dividir el ventrículo en dos partes. "Sobre la base de estas observaciones", dijo el Dr. Bruneau, "pensamos Tbx5 era un buen candidato como un actor clave en la evolución de la tabicación".

El equipo examinó el Tbx5 distribución en tortuga y el lagartijo lagarto verde. Durante las primeras etapas de la formación del corazón en ambos reptiles, la actividad Tbx5 se encuentra a través de la cámara ventricular embrionario. En lagarto, que constituye sólo un ventrículo, este patrón sigue siendo la misma medida que se desarrolla el corazón. Sin embargo, en la tortuga, que tiene un tabique primitivo que separa parcialmente los ventrículos en lados izquierdo y derecho, la distribución de Tbx5 se limita entonces progresivamente a la zona del ventrículo izquierdo, causando gradiente de izquierda-derecha de la actividad Tbx5. Esto significaba que el gradiente de formas TBX5 más tarde y con menor intensidad en la tortuga que en especies con un tabique claro, como los mamíferos, proporcionando una tentadora pista acerca de cómo evolucionó la tabicación.

Luego querían determinar si Tbx5 era realmente una tabicación principal regulador o simplemente un transeúnte. Los ratones fueron modificados genéticamente para expresar Tbx5 en un nivel moderado durante todo el corazón en desarrollo, al igual que en los corazones de tortugas. Imitando el patrón de tortuga, los corazones del ratón ahora se parecían a los corazones de tortugas. La descendencia de estos ratones murió joven y tenía un solo ventrículo. Este sorprendente resultado concluyente mostró que una línea clara para delinear un área de alto nivel de Tbx5 es esencial para inducir la formación de un tabique entre los dos ventrículos.

"Esto realmente confirmó la importancia de Tbx5 en modelando el corazón para permitir la tabicación suceda", dijo el Dr. Bruneau.

Durante la evolución, nuevos elementos reguladores genéticos evolucionaron para decirle al gen Tbx5 para formar un límite claro de expresión Tbx5. Esto dio lugar a dos ventrículos. Los investigadores ahora están trabajando para identificar los mecanismos de regulación genética durante la evolución de los reptiles. El trabajo también tiene implicaciones importantes para la comprensión de los defectos congénitos del corazón, que son el defecto más común nacimiento humano, que ocurre en uno de cada cien nacimientos en todo el mundo. Los seres humanos nacen con una sola cámara de bombeo, se asemeja a los corazones de rana, sufren la mayor mortalidad y requerir cirugía cuando eran bebés.

"Nuestro estudio proporciona interesantes nuevos conocimientos sobre la evolución del corazón, que no había sido examinado en más de 100 años", dijo el Dr. Bruneau. "En un contexto más amplio, proporciona un buen soporte para el concepto de que los cambios en los niveles de expresión de diversas moléculas reguladoras son importantes en la evolución. A partir de estos estudios también esperan entender mejor cómo se producen defectos de la tabicación en los seres humanos que sufren de cardiopatía congénita. "

Otros participantes en la investigación fueron Gladstone Kazuko Koshiba-Takeuchi, Alessandro D. Mori, Bogac L. Kanyak y Tatyana Sukonnik; Judith Cebra-Thomas de la Universidad de Millersville, Romain O. Georges y Mona Nemer Universidad de Montreal; Stephany Latham, Laurel Beck y Juli Wade, de la Universidad del Estado de Michigan; R. Mark Henkelman, Hospital para Niños Enfermos de Toronto,; Eric N. Olson, de la Universidad de Texas Southwestern, Scott F. Gilbert, de Swarthmore College; Jun Takeuchi, del Instituto de Tecnología de Tokio; y Brian L. Negro, Universidad de California, San Francisco.

El estudio fue apoyado por la Fundación March of Dimes, William H. Joven, Jr., el NIH, la Fundación Nacional de Ciencias, la Universidad de Toronto, la Fundación Fumi Yamamura, las Fundaciones Sumitomo y Nakajima, la Heart and Stroke Foundation de Canadá y los Institutos Canadienses de Investigación en Salud.

Afiliación primaria de Benoit Bruneau es con el Instituto Gladstone de Enfermedades Cardiovasculares en el que William H. Young, Jr. Investigador, y dónde está su laboratorio y se lleva a cabo toda su investigación. También es Profesor Asociado de Pediatría de la Universidad de California, San Francisco.

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