Modulação do design animal: função dos alvos do Hoxd13 no desenvolvimento dos membros nos vertebrados

Abstract

O registo fóssil sugere que a transição morfológica entre os apêndices locomotores de peixes e tetrápodes envolveu expansão do endosqueleto e simultânea redução do dermoesqueleto distal (Shubin et al., 2009). Genes da extremidade 5’ do complexo HoxD (ex. Hoxd13) podem ter sido fundamentais para esta transição morfológica (Sordino et al., 1995). De facto, a sobre-expressão de Hoxd13 induzida durante o desenvolvimento dos apêndices do peixe-zebra provoca modificações fenotípicas que mimetizam o processo evolutivo proposto (Freitas et al., 2012). No presente trabalho exploraram-se com mais profundidade os processos moleculares associados ao Hoxd13 que possam explicar as mudanças morfológicas associadas à evolução destas estruturas. Os resultados obtidos sugerem que a intervenção do Hoxd13 possa ter estado associada com: 1) indução do alongamento do tecido com potencial esqueletogénico; 2) indução de territórios celulares com identidade distal; 3) promoção do potencial esqueletogénico dentro desses territórios e 4) Inibição da formação do dermoesqueleto; SHAPING ANIMAL DESIGN: ROLE OF HOXD13 TARGETS IN THE DEVELOPMENT OF VERTEBRATE APPENDAGES. ABSTRACT: The fossil record suggests that the morphological transition between locomotory appendages of fish and tetrapods involved expansion of the endoskeleton and concomitant reduction of the distal dermoskeleton (Shubin et al., 2009). Genes at the 5' end of the HoxD complex (e.g. Hoxd13) may have been relevant for this morphological transition (Sordino et al., 1995). Indeed, Hoxd13 over-expression induced during zebrafish appendage development causes phenotypic changes that mimic the proposed evolutionary process (Freitas et al., 2012). Here we explored in more depth the molecular processes associated with Hoxd13 that may explain the morphological changes associated with the evolution of these structures. The results suggest that Hoxd13 intervention may have been associated with: 1) inducing elongation of the tissue with skeletogenic potential; 2) inducing formation of novel cell territories with distal identity; 3) promoting skeletogenic potential within these territories and 4) inhibiting dermoskeleton formation.