Biologia systemowa ewolucji
Biolodzy nowej generacji będą musieli zintegrować wiedzę z zakresu biologii rozwojowej, bioinformatyki, genomiki funkcjonalnej oraz biologii ewolucyjnej. Takie podejście wymagać będzie nowego połączenia szkoleń interdyscyplinarnych. Uczestnicy projektu 'Evolution of gene regulatory networks in animal development' (EVONET) stworzyli sieć szkoleniową, w której zastosowanie podejść biologii systemowej ma umożliwić poznanie ewolucji sieci regulatorowych genów. Głównym celem szkolenia było zintegrowanie informacji na temat sieci regulatorowych genów z różnych systemów zwierzęcych, będących reprezentacją wszystkich najważniejszych linii zwierząt, ze szczególnym uwzględnieniem sieci specyfikacji mezodermy oraz sieci regionalizacji głowy. Finansowana ze środków UE sieć szkoleniowa obejmująca osiem grup europejskich pozwoliła badaczom uzyskać umiejętności niezbędne do stosowania najnowocześniejszych narzędzi w zakresie biologii systemowej, genomiki oraz bioinformatyki w odniesieniu do nowych organizmów modelowych. Celem naukowców było opracowanie wszechstronnych i solidnych danych dotyczących sieci regulatorowych genów w poszczególnych zróżnicowanych organizmach zwierzęcych, w tym u kręgowców, jeżowców, ukwiałów, muszek owocowych, wieloszczetów, pareczników, osłonic i płazińców. Celem najważniejszym było przeprowadzenie porównań na organizmach z całego królestwa zwierząt w celu zidentyfikowania ustalonych i rozbieżnych węzłów i elementów w sieciach regulatorowych genów o wspólnych regulatorach rozwoju. Badania na poziomie całego genomu wykazały, że czynnik transkrypcyjny Brachyury ma wpływ na duży zbiór genów zachowanych u ukwiałów i żab, które ewolucyjnie oddziela 600 milionów lat. W części projektu obejmującej regionalizację głowy wyizolowano nowe geny pareczników i przebadano je pod kątem schematu ekspresji podczas rozwoju. Komparatywna analiza ekspresji genów wykazała schemat, który pozostaje niezmieniony u pareczników i muszki owocowej, co przemawia za bardzo dawnym pochodzeniem sieci regulatorowych genów odpowiedzialnych za wykształcenie głowy u stawonogów. Badacze wykryli setki genów związanych z pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi I uznali za możliwe ich zaangażowanie w zdolności regeneracyjne. W szczególności komórki macierzyste wypławków (niepasożytniczych płazińców) mają sygnaturę genową bardzo zbliżoną do pluripotencjalnych ludzkich komórek macierzystych, co sugeruje, że mogą zostać w przyszłości wykorzystane jako model w biologii komórek macierzystych. Wyniki projektu zostały dotąd przedstawione w siedmiu publikacjach. Sieć umożliwiła początkującym badaczom uzyskanie ważnych umiejętności niezbędnych do stosowania najnowocześniejszych narzędzi w zakresie biologii systemowej, genomiki I bioinformatyki w odniesieniu do pojawiających się organizmów modelowych.
