Biologia dei sistemi dell'evoluzione
La prossima generazione di biologi dovrà integrare biologia dello sviluppo, bioinformatica, genomica funzionale e biologia dell'evoluzione. Ciò richiede una nuova combinazione di formazione interdisciplinare. Il progetto 'Evolution of gene regulatory networks in animal development' (EVONET) ha creato una rete formativa per applicare approcci di biologia dei sistemi alla comprensione dell'evoluzione delle GRN. Uno dei principali obiettivi della formazione era integrare informazioni sulle GRN da vari sistemi animali che rappresentavano tutti I principali lineage animali, con particolare attenzione alla rete di specificazione del mesoderma e alla rete di regionalizzazione della testa. La rete formativa finanziata dall'UE di otto gruppi europei ha fornito ai ricercatori le competenze necessarie ad applicare a organismi modello emergenti strumenti all'avanguardia nei settori di biologia dei sistemi, genomica e bioinformatica. Gli scienziati miravano a generare dati completi e certi sulla GRN in ognuno dei differenti organismi animali, inclusi vertebrati, ricci di mare, anemoni marini, moscerini della frutta, vermi policheti, millepiedi, urocordati e vermi piatti. L'obiettivo ultimo era confrontare organismi all'interno dell'intero regno animale al fine di identificare nodi e componenti conservati e divergenti nelle GRN dei regolatori di sviluppo condivisi. Gli studi a livello genome-wide hanno scoperto che il fattore di trascrizione Brachyury prende di mira un'ampia serie di geni conservati nell'anemone marino e nella rana, separati da 600 milioni di anni. Nella parte del progetto sulla regionalizzazione della testa sono stati isolati dal millepiedi nuovi geni, che sono stati studiati per il loro schema di espressione durante lo sviluppo. L'analisi comparativa dell'espressione genica ha mostrato uno schema conservato tra millepiedi e drosophila, difendendo l'ipotesi di un'antica origine della GRN di configurazione della testa negli artropodi. I ricercatori hanno scoperto centinaia di geni specifici per le cellule staminali pluripotenti come candidati al coinvolgimento della capacità di rigenerazione. Da notare che le cellule staminali nelle planarie (vermi piatti non parassitari) hanno una firma genetica molto simile alle cellule staminali pluripotenti umane; ciò suggerisce che in futuro potrebbero essere utilizzate come modello per la biologia delle cellule staminali. Finora I risultati del progetto sono stati presentati in sette pubblicazioni. La rete ha fornito ai giovani ricercatori le competenze fondamentali necessarie ad applicare a organismi modello emergenti strumenti all'avanguardia nei settori di biologia dei sistemi, genomica e bioinformatica.
