19/03/ Fertilização. 7. Sobreposição de betacatenina. Região Ventral. Região Dorsal

Transcrição

1 1. Fertilização 2. Polimerização polarizada dos microtúbulos pelo aster espermático 3. Rotação cortical Região Ventral Região Dorsal 7. Sobreposição de betacatenina com VegT na região vegetal 8. Transcrição e secreção de Nodal na região vegetal Dorsal 9. Indução do Organizador 4. Concentração de Dsh na região vegetal-dorsal 5. Inibição de GSK-3 na região vegetal-dorsal 6. Atividade da betacatenina na região vegetal-dorsal 10. Síntese de inibidores de BMP a partir do Organizador 11. Indução de tecidos neurais no Ectoderma Dorsal O Organizador de Spemann fica no MESODERMA DORSAL e formará a Notocorda Rotação cortical Recémfertilizado Mesoblástula Gástrula Dsh no pólo vegetal Dsh no crescente cinza Transcrição zigótica Organizador Organizador de Spemann VegT no pólo vegetal Nodal Neural Inibidor BMP 1

2 Mas cada espécie tem seu primeiro eixo... C. elegans- ANTERO POSTERIOR O eixo antero-posterior AB P1 Fuso mitótico ABp ABa P2 EMS Swan et al., JCB 1998 Galinha- DORSO VENTRAL Camundongo- DV ph básico ph ácido V D Gravidade/ Centrossomo Gradiente de ph? O primeiro eixo a ser definido no embrião de galinha é o antero-posterior ONDE se inicia a gastrulação em Gallus gallus? 2

3 O ovo de aves é telolécito com clivagem meroblástica Holoblástico Radial (ANFÍBIOS) Meroblástico Discoidal (RÉPTEIS, PEIXES, AVES) Formação do hipoblasto Holoblástico Rotacional (MAMÍFEROS) * As células que ingressam pela linha primitiva têm dois destinos: Espaço entre Epi e Hipoblasto Deslocam e substituem o Hipoblasto secundário, formando o endoderma definitivo onde se inicia a linha primitiva? 3

4 A LINHA PRIMITIVA surge de uma região logo anterior a um crescente (Foice de Koller) que define a PMZ (Zona Marginal Posterior) Foice de Koller Linha Primitiva A LINHA PRIMITIVA surge de uma região logo anterior à PMZ Em diversos aspectos, o nó de Hensen é considerado o equivalente molecular do lábio do blastóporo dorsal de Xenopus 4

5 1.O nó de Hensen ou Nó Primitivo formará a Notocorda 2. a notocorda (derivado do Nó de Hensen) produz inibidores de BMP Chordin GÁSTRULA NÊURULA Streit et al., Development (1998) Reese et al., Dev. Bio (2004) Mod from Gitton et al., Development (2011) O que se esperaria de um transplante de nó de Hensen? 1.O transplante do nó de Hensen também duplica eixos (A-P) a) Reversão do eixo dorso-ventral b) Duplicação do eixo dorso-ventral c) Duplicação do eixo antero-posterior d) Nascer um sapo de ovo de galinha Wolpert, Biologia do Desenvolvimento Wolpert, Biologia do Desenvolvimento 5

6 O QUE DEFINE ONDE SERÁ FORMADO a zona marginal POSTERIOR (PMZ)? Dsh no pólo vegetal VegT no pólo vegetal Rotação cortical Dsh no crescente cinza Recémfertilizado Mesoblástula Transcrição zigótica Nodal Gástrula Organizador Inibidor BMP Neural A PMZ expressa Vg (componente da via do VegT) O QUE é Zona Marginal Posterior? 6

7 Vg1 Wnt Nodal Foice de Koller Linha Primitiva O QUE DEFINE ONDE acumulará Veg1? Dsh no pólo vegetal Rotação cortical Dsh no crescente cinza Recémfertilizado Mesoblástula Transcrição zigótica Gástrula Organizador VegT no pólo vegetal Nodal Inibidor BMP Neural 7

8 ? 8

9 O eixo antero-posterior é determinado no oviduto durante o rolamento da gema Mas,será que o ponto de entrada do espermatozóide determina a direção do rolamento??? O eixo ANTERO- POSTERIOR é mantido? Yang, X., D. Dormann, A. E. Münsterberg and C. J. Weijer Dev. Cell 3:

10 AA neurulação e os somitos são formados numa ordem antero-posterior 2. Existe uma identidade antero-posterior na sequência de somitos. O eixo Levo-dextro A posição dos órgãos internos é assimétrica 1/

11 Pitx2 está no lado esquerdo do tubo cardíaco Pitx2: proteína nuclear, fator de transcrição Esq Dir Esq Dir Que experimento demonstraria que Pitx2 é suficiente para determinar o eixo LD? a)superexpressão de Pitx2 no lado direito b)superexpressão de Pitx2 no lado esquerdo c)supressão de expressão de Pitx2 do lado direito d)supressão de expressão de Pitx2 do lado esquerdo Que experimento demonstraria que Pitx2 é suficiente para determinar o eixo LD? a)superexpressão de Pitx2 no lado direito b)superexpressão de Pitx2 no lado esquerdo c)supressão de expressão de Pitx2 do lado direito d)supressão de expressão de Pitx2 do lado esquerdo Que resultado seria esperado do experimento de superexpressão de Pitx2 do lado direito caso ele realmente tenha um papel no eixo LD? a)100% dos embriões com inversão do coração b)50% dos embriões com inversão do coração c)letalidade (morrem todos os embriões) d)coração não se dobra 11

12 Que resultado seria esperado do experimento de superexpressão de Pitx2 do lado direito caso ele realmente tenha um papel no eixo LD? A expressão de Pitx-2 no lado direito alterao eixo levodextro 70% isoméricos 25% invertidos a)100% dos embriões com inversão do coração b)50% dos embriões com inversão do coração c)letalidade (morrem todos os embriões) d)coração não se dobra DETERMINAÇÃO DO EIXO LEVO-DEXTRO EM Gallus Esquerda Direita A proteína nuclear Snail é expressa do lado direito apenas Snail: fator de transcrição Pitx2 12

13 DETERMINAÇÃO DO EIXO LEVO-DEXTRO EM Gallus Esquerda Direita Antes de Pitx-2, o Nodal é expresso exclusivamente no lado ESQUERDO Nodal: proteína secretada Pitx2 HH 10 Snail HH8- Schlange et al 2002 ( Mas o NODAL não participa do estabelecimento do Organizador? 13

14 Rotação cortical Recémfertilizado Mesoblástula Gástrula Dsh no pólo vegetal Dsh no crescente cinza Transcrição zigótica Organizador VegT no pólo vegetal Nodal Inibidor BMP Neural GENES NO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA Esquerda Direita Esquerda Direita ) Nodal Pitx2 Snail HH 10 HH 8-14

15 Neste experimento, injetaram Nodal no lado direito do embrião e fizeram hibridação in situ para Pitx2 nos girinos CONTROLE Qual é o efeito do Nodal? CONTROLE INJETADO INJETADO a) Nodal reprime a expressão de Pitx2 no lado direito b) Nodal induz a expressão de Pitx2 no lado direito c) Nodal induz a expressáo de Pitx2 no lado que estiver d) A injeçao de Nodal causou duplicação do eixo dorso-ventral Qual é o efeito do Nodal? GENES NO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA CONTROLE Esquerda Direita Esquerda Direita INJETADO Nodal a) Nodal reprime a expressão de Pitx2 no lado direito b) Nodal induz a expressão de Pitx2 no lado direito c) Nodal induz a expressão de Pitx2 no lado que estiver d) A injeçao de Nodal causou duplicação do eixo dorso-ventral Pitx2 Snail HH 10 HH 8-15

16 O Shh é assimetricamente expresso no Nó de Hensen GENES NO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA Esquerda Direita Esquerda Direita Esquerda Direita Shh Nodal Pitx2 Snail HH 5 HH 10 HH 8- HH 5 EXISTEM CÍLIOS NOS NÓS camudongo Medaka sp. Cílios estão presentes em nós ou nóequivalentes de várias espécies 16

17 Movimentação dos cílios na vesícula de Kuppfer de zebrafish Baseado em dados de camudongos mutantes, propõe-se a existência de cílios com batimento direcionado no Nó de Hensen e estruturas equivalentes. A presença dos cílios precede o aparecimento do primeiro gene assimétrico PARTICULA DE VESÍCULA DO NÓ Fluxo no nó 17

18 DETERMINAÇÃO DO EIXO LEVO-DEXTRO EM GALINHA Esquerda? Direita Shh? Nodall Pitx2 Snail O que determina a direcionalidade dos cílios? O nodal existe em protostomados também. Como é a quiralidade? Development 141,

19 Em spirulianos: Na clivagem RADIAL,os 3 primeiros planos de clivagem são ortogonais ; enquanto que na clivagem ROTACIONAL, há um deslocamento dos plano de clivagens, que resulta na intercalação dos blastômeros. HOLOBLÁSTICA ESPIRAL A direção da clivagem em alguns caramujos pode variar, formando indivíduos de carapaça dextrógera ou sinistra. 19

20 A quiralidade da Lymnea stagnalis é evidenciada nas primeiras clivagens O PADRÃO INICIAL DE CLIVAGEM É IMPORTANTE? inversão artificial da direção dos blastômeros Curr Biol Aug 24;14(16): A inversão artificial da direção dos blastômeros inverte o eixo A inversão artificial da direção dos blastômeros inverte o eixo E A EXPRESSÂO GÊNICA reflete isto. Controle Revertido Pitx Nodal Nature Dec 10;462(7274):

21 O QUE DETERMINA O PADRÃO DE CLIVAGEM? O que se pode dizer sobre a genética da quiralidade? a) Nada b)o giro para a direita é dominante c)não é este gene D, procurem outro d)o giro para a direita é dominante de forma dependente do sexo do parental DD x dd Dd dd x DD Dd Gira para a direita Gira para a esquerda Dd x Dd Dd Gira para a direita O que se pode dizer sobre a genética da quiralidade? a) Nada b)o giro para a direita é dominante c)não é este gene D, procurem outro d)o giro para a direita é dominante de forma dependente do sexo do parental A posição do plano de clivagem é perpendicular ao fuso mitótico. E sua posição pode ser determinada por proteínas de membrana e elementos citoplasmáticos (ponto preto) DD x dd Dd dd x DD Dd Gira para a direita Gira para a esquerda Dd x Dd Dd Gira para a direita 21

22 O QUE DETERMINA O PADRÃO DE CLIVAGEM? Um elemento maternal que regula a posição do citoesqueleto durante a clivagem O estímulo de quebra de simetria é diferente mas todos afetam a distribuição do Nodal OS PLANOS CORPORAIS COMEÇAM COM ESBOÇOS ONDE A QUEBRA DA SIMETRIA É O PRIMEIRO PASSO 22

23 E GERA UM EFEITO CASCATA Aula prática HOJE: Ana Lucia Cidral até Heitor Alvez Nemitz Aula Prática no dia 02/04 Ingrid Oliveira até Vitória Alves 23