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Os genes de salto ajudam a unicidade do detemine de cérebros individuais

Os cérebros são maravilhas da diversidade: nenhum olhar dois o mesmos -- nem sequer aqueles de gêmeos de outra maneira idênticos. Os cientistas no instituto de Salk para estudos biológicos podem ter encontrado uma explicação para a variedade de confusão na organização e na função do cérebro: elementos móveis, partes de ADN que podem saltar de um lugar no genoma a outro, mudando aleatòria a informação genética em únicos neurónios. Se bastante destes saltos ocorrem, poderiam permitir que os cérebros individuais tornem-se em maneiras distintamente diferentes.

“Esta mobilidade adiciona um elemento da variedade e flexibilidade aos neurônios em um sentido darwiniano real da aleatoriedade e da selecção,” diz Fred H. Calibragem, professor e co-cabeça do laboratório da genética no instituto de Salk e no autor principal do estudo publicado na natureza desta semana. Este processo de criar a diversidade com a ajuda dos elementos móveis e então de selecção para o mais apto é restringido ao cérebro e deixa outros órgãos não afectados. “Você não quereria esse elemento adicionado da individualidade em seu coração,” adiciona.

As pilhas do precursor no cérebro embrionário, que se amadurecem nos neurônios, olham e actuam mais ou menos mesmas. Contudo, estes precursores causam finalmente uma panóplia de pilhas de nervo que são enorme diversas no formulário e na função e formam junto o cérebro. Identificar os mecanismos que conduzem a esta diversificação foi um desafio de longa data. Os “povos especularam que pôde haver um mecanismo para criar a diversidade no cérebro como há no sistema imunitário, e a diversidade do sistema imunitário é talvez a analogia que a mais próxima nós temos,” diz o calibre.

No sistema imunitário, os genes que codificam para anticorpos são baralhados para criar uma grande variedade de anticorpos capazes de reconhecer um número infinito de antígenos distintos.

Em seu estudo, os pesquisadores seguiram pròxima um único elemento genético móvel humano, um elemento LINE-1 ou L1 assim chamado em pilhas neuronal cultivadas do precursor dos ratos. Então introduziram-no em ratos. Cada vez que o elemento L1 projetado saltou, a pilha afetada começou incandescer verde [PORQUE?]. “Nós éramos muito entusiasmado quando nós vimos pilhas verdes por todo o lado no cérebro em nossos ratos,” dizemos o research fellow e o co-autor M. Carolina N. Marchetto, “porque então nós soubemos que aconteceu in vivo e não pôde ser demitido como um produto manufacturado da cultura do tecido.”

Os elementos L1 Transposable, ou de “os genes salto” como são chamados, compo 17 por cento de nosso ADN genomic mas pouco são sabidos frequentemente muito sobre eles. Quase todo marooned em um ponto permanente pelas mutações que tornam as disfuncionais, mas nos seres humanos cem ou assim que estão livre mover-se através da “de um mecanismo cópia e da pasta”. Demitido por muito tempo como o ADN inútil do jargão ou da “sucata”, os elementos L1 transposable eram provavelmente parasita intracelulares ou sobras de nosso passado evolucionário distante.

Tem-se sabido por muito tempo que os elementos L1 são activos no testículo e nos ovário, que explica como joga potencial um papel na evolução passando em inserções novas às futuras gerações. “Mas ninguém demonstrou nunca a mobilidade de forma convincente nas pilhas diferentes da linha pilhas do germe,” diz o calibre.

Independentemente de sua actividade no testículo e nos ovário, os elementos L1 de salto são não somente originais ao cérebro adulto mas parecem acontecer igualmente durante fases iniciais da revelação de pilhas de nervo. A equipe de Salk encontrou inserções somente nas pilhas neuronal do precursor que tinham feito já seu comprometimento inicial a se transformar um neurônio. Outros tipos da pilha encontrados no cérebro, tal como oligodendrocytes e astrocytes, eram não afectados.

Pelo menos na linha do germe, as cópias de L1s parecem obstruir-se mais ou menos aleatòria no genoma de sua pilha de anfitrião. “Mas em pilhas neuronal do ancestral, estes elementos móveis parecem procurar os genes expressados nos neurônios. Nós pensamos que é porque quando as pilhas começam se diferenciar as pilhas começam abrir genes e expr seu ADN às inserções,” explica o co-autor Alysson R. Muotri. “O que nós temos mostrado pela primeira vez somos que uma única inserção pode sujar acima a expressão genética e influenciar a função das pilhas individuais,” adiciona.

Contudo, está demasiado adiantada dizer como os elementos L1 frequentemente endógenos se movem nos neurônios humanos e como este processo está regulado firmemente ou o que acontece quando este processo vai awry, calibre dos cuidados. “Nós olhamos somente um elemento L1 com um gene do marcador e podemos somente dizê-lo que a mobilidade é provável significativamente mais para os elementos L1 endógenos,” adicionamos.