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Dois genes críticos foram identificados para plantas que colonizaram a Terra há 470 milhões de anos

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Dois genes críticos foram identificados para plantas que colonizaram a Terra há 470 milhões de anos

Os cientistas pensam que é possível que os dois genes, PEN1 e SYP122, tenham aberto o caminho para todos os tipos de vida vegetal terrestre.

Pesquisadores lançam nova luz sobre como a vida vegetal se originou na Terra

pesquisadores de Universidade de Copenhague Ele lançou uma nova luz sobre como a vida vegetal se originou na superfície do nosso planeta. Especificamente, eles mostraram que dois genes são necessários para que as plantas terrestres se protejam do ataque de fungos – um mecanismo de defesa que remonta a 470 milhões de anos. É provável que essas defesas tenham aberto o caminho para toda a vida vegetal terrestre.

Mads Eggert Nielsen

Mads Eggert Nielsen, biólogo da Universidade de Copenhague.

As plantas evoluíram de algas aquáticas para a capacidade de sobreviver na Terra há quase meio bilhão de anos, lançando as bases para a vida na Terra. Um dos obstáculos que dificultaram essa transformação dramática foram os fungos:

Estima-se que há 100 milhões de anos, os fungos rastejaram pela superfície da Terra em busca de alimentos, provavelmente encontrados em algas mortas trazidas do mar. Então, se você, como uma nova planta, vai se estabelecer na Terra, e a primeira coisa que você encontra é um fungo que te come, você precisa de algum tipo de mecanismo de defesa”, diz Mads Eggert Nielsen, biólogo do Departamento. de Plantas e Ciências Ambientais da Universidade de Copenhague.

De acordo com Mads Eggert Nielsen e colegas de pesquisa do Departamento de Ciências Vegetais e Ambientais e da Universidade de Paris-Sclay, o núcleo desse mecanismo de defesa pode ser reduzido a dois genes, PEN1 e SYP122. Juntos, eles ajudam a formar um tipo de componente nas plantas que impede a invasão de fungos e organismos semelhantes a fungos.

“Descobrimos que, se destruirmos esses dois genes em nosso modelo de Arabidopsis, abrimos a porta para a penetração de fungos patogênicos. Descobrimos que eles são essenciais para a formação desse tampão semelhante à parede celular que protege contra os fungos. Curiosamente, parece ser um mecanismo de defesa universal encontrado em todas as plantas terrestres”, diz Mads Eggert Nielsen, autor sênior do estudo, que foi publicado na revista Science. eLife.

Eu cresci em uma fábrica de 470 milhões de anos

A equipe de pesquisa testou a mesma função na hepática, descendente direta de uma das primeiras plantas terrestres da Terra. Ao pegar os dois genes correspondentes na hepática e inseri-los no agrião, os pesquisadores examinaram se poderiam determinar o mesmo efeito. A resposta foi sim.

Planta Modelo Thale Cress

Experimentos com Arabidopsis Crédito do modelo: Mads Eggert Nielsen

“Embora as duas famílias de plantas para as quais Arabidopsis e hepática evoluíram em direções diferentes há 450 milhões de anos, elas continuaram compartilhando funções genéticas. Acreditamos que essa família de genes surgiu com o objetivo único de gerenciar esse mecanismo de defesa e, portanto, era um Que fundou fábricas para se estabelecer no terreno”, diz Mads Eggert Nielsen.

A coexistência de plantas e fungos

Enquanto os fungos eram um obstáculo para as plantas em sua transição de algas marinhas para plantas terrestres – eles também eram um pré-requisito. Mads Eggert Nielsen explica que, uma vez que as plantas conseguiram sobreviver aos ataques dos fungos que procuravam comê-las na Terra, o próximo problema que enfrentaram foi encontrar os nutrientes:

As plantas em ambientes aquáticos têm fácil acesso a nutrientes dissolvidos, como fósforo e nitrogênio. Mas há 500 milhões de anos, o solo como o conhecemos hoje não existia – apenas rochas. Nutrientes ligados às rochas são extremamente difíceis de serem obtidos pelas plantas. Mas não para fungos. Por outro lado, os fungos não podem produzir carboidratos – por isso consomem plantas. Acredita-se que foi aqui que surgiu a relação simbiótica entre plantas e fungos, que mais tarde se tornou a base para a explosão da vida vegetal terrestre durante esse período”.

As estruturas defensivas que se formam na planta não matam a planta ou o fungo, apenas impedem que o fungo invada.

“Como os cogumelos só podem entrar parcialmente na planta, acreditamos que surge um ponto de inflexão em que tanto a planta quanto o fungo têm algo a ganhar. Portanto, foi útil manter a relação como está. A teoria de que as plantas domesticam fungos para colonizar a terra Não é nossa, mas fornecemos a forragem que sustenta essa ideia”, diz Mads Eggert Nielsen.

Pode ser aplicado na agricultura

As novas descobertas adicionam uma peça importante ao quebra-cabeça da história evolutiva das plantas. Mais importante, eles podem ser usados ​​para tornar as lavouras mais resistentes a ataques de fungos, o que é um grande problema para os agricultores.

“Se todas as plantas se defendem da mesma forma, isso deve significar que os microrganismos capazes de causar doenças – como o oídio, a ferrugem amarela e a podridão da batata – encontraram uma maneira de se infiltrar, deter ou evadir as defesas de suas respectivas plantas hospedeiras. como eles fazem isso, então tentaremos transferir os componentes defensivos das plantas resistentes para as plantas que contraem doenças e, assim, obter resistência”, diz Mads Eggert Nielsen.

Mads Eggert Nielsen está participando de um projeto de pesquisa no Departamento de Ciências Botânicas e Ambientais liderado por Hans Thordal-Christensen e apoiado pela Fundação Novo Nordisk que se concentra em tornar as culturas mais resistentes, identificando mecanismos de defesa em plantas que microrganismos causadores de doenças estão tentando endereçar. perto.

Fatos adicionais

Os pesquisadores há muito assumem que os genes PEN1 e SYP122 desempenhavam uma função especial na transição das plantas de sua fase aquática como algas para plantas terrestres, mas não há evidências concretas sobre se eles são de fato um pré-requisito para as plantas. capacidades defensivas.

Estudos anteriores mostraram que, ao destruir o gene PEN1, as plantas perdem a capacidade de se defender contra o oídio. No entanto, quando o gene intimamente relacionado, SYP122, é destruído, nada acontece. Os resultados da nova pesquisa mostram que os dois genes juntos constituem uma chave importante no mecanismo de defesa da planta.

Referência: “As estruturas SYP12 das plantas mediam uma imunidade geral evolutivamente conservada a patógenos nematóides” Por Hector M Rubiato, Mingqi Liu, Richard J O’Connell e Mads E. Nielsen, 4 de fevereiro de 2022, Disponível aqui. eVida.
DOI: 10.7554 / eLife.73487

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Atualizações ao vivo do lançamento do Starlink Falcon 9 no KSC

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O voo do Boeing Starliner para astronautas da NASA foi cancelado

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O voo do Boeing Starliner para astronautas da NASA foi cancelado

Os astronautas da NASA terão que esperar pelo menos até o final da próxima semana para entrar em órbita a bordo da espaçonave Starliner da Boeing. Um lançamento planejado para segunda-feira à noite foi cancelado devido a um problema com o foguete Atlas V que estava programado para enviá-los ao espaço.

A NASA anunciou na noite de terça-feira que os astronautas Butch Wilmore e Sonny Williams permanecerão na Terra até 17 de maio, no mínimo. No início do dia, a agência disse que um lançamento poderia ser possível ainda esta semana, possivelmente na sexta-feira.

A United Launch Alliance, fabricante do foguete Atlas V, disse que o foguete retornará da plataforma de lançamento para substituir a válvula que regula a pressão no tanque de oxigênio no segundo estágio.

Isto levou ao adiamento do primeiro voo tripulado do Starliner, um voo para astronautas da NASA de e para a Estação Espacial Internacional, que sofreu uma série de atrasos dispendiosos nos últimos anos.

Cerca de três horas antes do horário programado de lançamento, 22h34 horário do leste dos EUA, e assim que os astronautas chegaram à plataforma de lançamento, a válvula começou a vibrar a uma taxa de cerca de 40 vezes por segundo. A tripulação na plataforma de lançamento descreveu ter ouvido um “som audível incomum” para os controladores de vôo.

Os preparativos para o voo continuaram com o Sr. Wilmore e a Sra. Williams embarcando na espaçonave. Mas às 20h34 horário do leste dos EUA, duas horas antes da decolagem programada, a United Launch Alliance, empresa que fabrica e opera o foguete, cancelou o voo.

Este comportamento já foi observado durante alguns outros lançamentos do Atlas V, e normalmente abrir e fechar a válvula interrompe o zumbido, disse o CEO da ULA, Torey Bruno.

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Mas para lançamentos de astronautas, a ULA estabeleceu uma regra para não fazer nada que pudesse alterar o estado do foguete enquanto os astronautas estivessem presentes, incluindo abrir e fechar a válvula. Isto em si não foi um acto perigoso, mas teria aumentado a incerteza.

“Nossa filosofia é que não precisamos mudar o estado do veículo quando há pessoas lá, então não faremos isso”, disse Bruno em entrevista coletiva na noite de segunda-feira com autoridades da NASA e da Boeing.

Depois que os astronautas saíram do Starliner e retornaram aos alojamentos da tripulação, a válvula fechou e o zumbido parou. Mas as oscilações se repetiram duas vezes quando o propelente foi drenado dos tanques.

Depois de analisar os dados, os engenheiros da ULA concluíram que a válvula havia excedido o número máximo de vezes que poderia abrir e fechar de forma confiável e precisava ser substituída.

A Boeing foi uma das duas empresas a ganhar um contrato para construir uma nave espacial para transportar astronautas de e para a estação espacial, vários anos depois de a NASA ter retirado os seus vaivéns espaciais em 2011. Durante nove anos, os astronautas só conseguiram chegar à ISS a bordo de uma nave espacial russa Soyuz. . Mísseis.

A outra empresa foi a SpaceX. Em maio de 2020, os astronautas da NASA Bob Behnken e Doug Hurley voaram para a Estação Espacial Internacional na espaçonave Crew Dragon da SpaceX. Desde então, essa cápsula se tornou a única maneira de alcançar a órbita dos Estados Unidos.

O desenvolvimento do Starliner da Boeing demorou muito mais do que o esperado. Os riscos técnicos incluíam testes de software inadequados, corrosão das válvulas de impulso, fita inflamável e um componente-chave do sistema de pára-quedas que se revelou mais fraco do que o concebido. A Boeing resolveu os problemas e finalmente estava pronta para funcionar. Os atrasos deixaram a Boeing enfrentando cobranças inesperadas no valor de mais de US$ 1,4 bilhão.

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Embora o voo cancelado na segunda-feira tenha sido devido ao foguete, a tentativa de lançamento adiada ocorre durante um difícil 2024 para o gigante espacial. Poucos dias depois do início do ano, um painel na fuselagem de um Boeing 737 MAX 9 explodiu durante um voo da Alaska Airlines. Os pilotos conseguiram pousar o avião com segurança e não houve feridos graves, mas o acidente teve ampla repercussão para a empresa, principalmente para o departamento de aviação.

Neeraj Chokshi Contribuiu para relatórios.

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Os surtos de crescimento puberal estão ligados a riscos para a saúde dos adultos

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Os surtos de crescimento puberal estão ligados a riscos para a saúde dos adultos

resumo: Os pesquisadores revelaram uma ligação genética entre o rápido crescimento em altura durante a puberdade e o aumento dos riscos à saúde na idade adulta, como fibrilação atrial, diabetes tipo 2 e câncer de pulmão. O estudo analisou padrões de crescimento utilizando dados de 56 mil indivíduos e identificou 26 genes que influenciam a dinâmica de crescimento durante a puberdade.

Estas descobertas revelam como factores genéticos específicos associados ao desenvolvimento puberal podem ter efeitos a longo prazo na saúde, sublinhando a importância de abordagens médicas personalizadas baseadas em perfis genéticos. A pesquisa fornece informações importantes sobre como o desenvolvimento na primeira infância influencia o gerenciamento de riscos de várias doenças em adultos.

Principais fatos:

  1. Fatores genéticos identificados: Os pesquisadores identificaram 26 genes associados ao tamanho, momento e intensidade dos surtos de crescimento puberal.
  2. Efeitos na saúde: Ser alto no início da idade adulta e ter um crescimento rápido está associado a um risco maior de muitos problemas de saúde em adultos, incluindo fibrilação atrial, diabetes tipo 2 e câncer de pulmão.
  3. Análise extensa: O estudo utilizou dados em grande escala de indivíduos de diversas origens para analisar padrões de crescimento puberal e seus efeitos na saúde a longo prazo.

fonte: Universidade de Surrey

A ligação genética entre o crescimento em altura durante a puberdade e a saúde a longo prazo na idade adulta foi identificada por um novo estudo da Universidade de Surrey e da Universidade da Pensilvânia publicado em 2018. Biologia do genoma.

Os pesquisadores descobriram que ser mais alto no início da idade adulta e o rápido crescimento em altura durante esse período estão associados a um risco aumentado de desenvolver fibrilação atrial mais tarde na vida.

A equipe de pesquisa investigou se a genética desempenhava um papel nos padrões de crescimento puberal e nas condições de saúde ao longo da vida. O crescimento durante este período pode ser genético, mas os factores genéticos específicos subjacentes às trajectórias de crescimento permanecem em grande parte desconhecidos.

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Eles também descobriram que indivíduos com um ritmo mais rápido de crescimento puberal tinham níveis mais elevados de densidade mineral óssea, níveis mais elevados de resistência à insulina e um risco aumentado de diabetes tipo 2 e câncer de pulmão. Crédito: Notícias de Neurociências

Para colmatar esta lacuna de conhecimento, os investigadores utilizaram a análise da curva de crescimento de 56.000 pessoas de diversas origens ancestrais, contendo as suas medidas de altura desde os cinco anos até à idade adulta. Esses dados deram aos pesquisadores uma visão abrangente dos padrões de crescimento em diferentes populações e em diferentes períodos de tempo.

“Nosso estudo ressalta a importância das análises genéticas em grande escala para desvendar as complexidades da saúde humana”, disse a Dra. Zhanna Balkhiyarova, coautora do estudo e pesquisadora de pós-doutorado da Universidade de Surrey.

“Usando big data, estamos descobrindo novos insights sobre os fatores genéticos que influenciam o crescimento durante a idade adulta e seus efeitos a longo prazo. Com cada descoberta, aproximamo-nos de uma medicina que atenda às necessidades únicas de cada indivíduo.”

Os pesquisadores identificaram 26 genes associados a vários aspectos do desenvolvimento puberal, incluindo o tamanho, o momento e a gravidade do surto de crescimento. A fim de investigar mais detalhadamente o impacto ao longo da vida das variantes genéticas associadas às trajetórias de desenvolvimento puberal, os investigadores também analisaram a associação genética e fenotípica (características observáveis ​​de um indivíduo) em dados do Penn Medicine Biobank e do UK Biobank.

Utilizando estes dados, a equipa descobriu, pela primeira vez, relações genéticas entre o crescimento em altura das crianças e uma vasta gama de resultados de saúde ao longo da vida de uma pessoa.

Ser mais alto no início da idade adulta e crescer mais rápido na idade adulta tem sido associado a um risco aumentado de desenvolver fibrilação atrial, uma frequência cardíaca irregular e anormalmente rápida, mais tarde na vida.

Eles também descobriram que indivíduos com um ritmo mais rápido de crescimento puberal tinham níveis mais elevados de densidade mineral óssea, níveis mais elevados de resistência à insulina e um risco aumentado de diabetes tipo 2 e câncer de pulmão.

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Anna Ulrich, anteriormente na Universidade de Surrey, disse: “Nossas descobertas desafiam a ideia de um padrão de crescimento ideal que funcione para todos. Em vez disso, elas enfatizam a complexa interação entre genética e saúde e destacam a importância de um crescimento personalizado. abordagem à gestão da saúde.”

“Este estudo representa um grande passo em frente na compreensão da base genética do desenvolvimento puberal e do seu impacto a longo prazo”, disse a principal autora do estudo, Professora Inga Prokopenko, Professora de e-One Health e Chefe de Poliestatística na Universidade de Surrey. -Revelando implicações para a saúde ao longo da vida.

“À medida que desvendamos os segredos codificados no nosso ADN, aproximamo-nos de um futuro onde intervenções adaptadas com base em características genéticas individuais revolucionarão os cuidados de saúde.”

Sobre notícias de pesquisa em genética e neurodesenvolvimento

autor: Zhanna Balkhayarova
fonte: Universidade de Surrey
comunicação: Zhanna Balkhiyarova – Universidade de Surrey
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso livre.
Estudo de associação de todo o genoma entre avós sobre desenvolvimento longitudinal da altura puberal e co-herança com resultados de saúde em adultos“Por Jonathan B. Bradfield et al. Biologia do genoma


um resumo

Estudo de associação de todo o genoma entre avós sobre desenvolvimento longitudinal da altura puberal e co-herança com resultados de saúde em adultos

fundo

Os padrões de crescimento puberal estão ligados a resultados futuros de saúde. No entanto, os mecanismos genéticos que medeiam as vias de desenvolvimento permanecem em grande parte desconhecidos. Aqui, modelamos o crescimento longitudinal da altura analisando uma curva de crescimento sobreposto por translação e rotação (SITAR) em aproximadamente 56.000 amostras de toda a raça com medidas repetidas de altura desde os 5 anos de idade até a idade adulta.

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Realizamos análises genéticas em seis fenótipos que representam a magnitude, o momento e a gravidade do surto de crescimento puberal. Para investigar o impacto ao longo da vida de variantes genéticas associadas às trajetórias de desenvolvimento puberal, realizamos análises de associação genética e estudos de associação em nível de fenômeno no Penn Medicine BioBank e no UK Biobank.

resultados

Modelos de desenvolvimento em larga escala fornecem uma visão sem precedentes sobre o desenvolvimento dos adolescentes nas populações infantis contemporâneas e do século XX. Identificamos 26 loci significativos em todo o genoma e aproveitamos dados de cepas transitórias para realizar um mapeamento preciso. Nossos dados revelam relações genéticas entre o crescimento em altura e a saúde das crianças ao longo da vida, com diferentes trajetórias de desenvolvimento associadas a diferentes resultados.

Por exemplo, um ritmo mais rápido de crescimento puberal está associado a maior densidade mineral óssea, HOMA-IR, insulina de jejum, diabetes tipo 2 e câncer de pulmão, enquanto ser mais alto no início da puberdade, mais alto durante a puberdade e crescimento puberal mais rápido foi associado a um risco aumentado de fibrilação atrial.

Conclusão

Relatamos novas associações genéticas com o ritmo do crescimento puberal e descobrimos que os determinantes genéticos do crescimento estão associados a características reprodutivas, glicêmicas, respiratórias e cardíacas na idade adulta. Estas descobertas ajudam a identificar trajetórias de desenvolvimento específicas que influenciam a saúde ao longo da vida e mostram que pode não haver um único padrão de crescimento “ideal” na idade adulta.

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