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Laboratório de Biologia Molecular do Desenvolvimento (LBMD)

Estamos interessados em entender como os genes controlam o desenvolvimento de organismos animais. Em especial, como cada célula entende sua posição dentro do tecido em desenvolvimento, aspecto fundamental para que defina seu padrão de diferenciação e para que tecidos e órgãos sejam formados no local correto e com morfologia apropriada à sua função. O conhecimento das bases moleculares do desenvolvimento será fundamental para o desenvolvimento de tecnologias de produção de tecidos ex vivo, ou seja, a bioengenharia tecidual, e para compreendermos e quiçá um dia corrigirmos erros do desenvolvimento.


Docentes


Linhas de Pesquisa:

 

1. Redes regulatórias no controle espacial da expressão gênica

            O desenvolvimento se inicia com a definição dos eixos corporais do embrião, com a aquisição de assimetrias no padrão espacial de expressão gênica. Utilizando o inseto modelo Drosophila melanogaster, avaliamos como a célula percebe diferentes informações do meio, modulando a expressão gênica e subdividindo o embrião nos territórios do mesoderma, ectoderma neural e tecido extraembrionário. Utilizando abordagens genética, de biologia molecular e de biologia de sistemas complexos, analisamos a ação de genes da via do receptor Toll e da via de BMPs (Bone Morphogenetic Proteins) neste contexto. Esperamos assim definir a contribuição respectiva dos diferentes genes no estabelecimento de territórios de expressão gênica do embrião.

 

2. Bases genéticas da morfogênese tecidual

            Subsequente à aquisição de identidades espaciais, células e tecidos se movimentam de maneira precisa e direcionada para o formação de estruturas morfológicas, caracterizando a morfogênese. Temos buscado definir como o controle da expressão gênica e a diferenciação celular são coordenados com o crescimento e morfogênese tecidual. Desta forma, analisamos a dispersão de BMPs em epitélios polarizados, definindo interações com antagonistas e com a matriz extracelular e levando à formação de estruturas morfologicamente precisas como as veias longilíneas do epitélio polarizado da asa de Drosophila. Utilizando técnicas de imageamento de tecidos vivos, avaliamos a função destas proteínas  na morfogênese tecidual no contexto do organismo.

 

3. Evolução de redes regulatórias de expressão gênica com impacto no desenvolvimento embrionário

            Outra questão que interessa ao nosso grupo é de cunho evolutivo. Como os sinais que definem padrões diferenciais de expressão gênica foram estabelecidos ao longo da evolução? Para responder esta questão analisamos a função de genes da via de Toll e de BMPs em diferentes artropodes, em especial no inseto vetor da doença de Chagas Rhodnius prolixus. Através de uma abordagem genômica identificamos genes destas vias para, a seguir, fazermos a sua análise funcional pelo knokdown da sua expressão utilizando RNAs de interferência (RNAi).

 

Publicações Selecionadas

           Berni, M. Fontenele, M. R; Tobias-Santos, V.; Caceres-Rodrigues, A.; Mury; F.B.; Vionette-do-Amaral, R.; Masuda, H.; Sorgine, M.H.F.; Nunes da Fonseca, R. ; and Araujo, H. Toll signals regulate dorsal–ventral patterning and anterior–posterior placement of the embryo in the hemipteran Rhodnius prolixus. EvoDevo J. 2014, 5(38).

            Ribeiro JM, et al. An insight into the transcriptome of the digestive tract of the bloodsucking bug, Rhodnius prolixus. PLoS Negl Trop Dis. 2014, 9;8(1): e2594.

            Fontenele M, Lim B, Oliveira D, Buffolo M, Perlman DH, Schupbach T, Araujo H.  Calpain A modulates Toll responses by limited Cactus/IκB proteolysis. Mol Biol. Cell. 2013, 24(18): 2966-80.

            Araujo H, Fontenele MR, da Fonseca RN. Position matters: variability in the spatial pattern of BMP modulators generates functional diversity. Genesis 2011, 49(9): 698-718.

            Negreiros E, Fontenele M, Câmara AR, Araujo H. alphaPS1betaPS integrin receptors regulate the differential distribution of Sog fragments in polarized epithelia. Genesis 2010, 48(1): 31-43. Review.

            Fontenele M, Carneiro K, Agrellos R, Oliveira D, Oliveira-Silva A, Vieira V, Negreiros E, Machado E, Araujo H. The Ca2+-dependent protease Calpain A regulates Cactus/I kappaB levels during Drosophila development in response to maternal Dpp signals. Mech Dev. 2009, 126(8-9): 737-51.

            Carneiro K, Fontenele M, Negreiros E, Lopes E, Bier E, Araujo H. Graded maternal short gastrulation protein contributes to embryonic dorsal-ventral patterning by delayed induction. Dev Biol. 2006; 296(1): 203-18.

            Araujo H, Negreiros E, Bier E. Integrins modulate Sog activity in the Drosophila wing. Development. 2003, 130(16): 3851-64.

            Araujo H, Bier E. sog and dpp exert opposing maternal functions to modify toll signaling and pattern the dorsoventral axis of the Drosophila embryo. Development. 2000; 127(16): 3631-44.

 

Livro:

Fonseca, R.N., Gomes, H., Araujo, H.

Capítulo 2- Aspectos Morfofuncionais da Embriologia dos Artrópodes. In: Tópicos avançados em entomologia molecular 2012, p. 1-34.

LINK www.inctem.bioqmed.ufrj.br/biblioteca/arthrolivro-1

 

Equipe:

Helena Araujo (Prof. Associada e Chefe do laboratório)

Kátia Carneiro (Prof. Adjunta)

Attilio Pane (Pesquisador Visitante, CsF)

Erika Negreiros (Pesquisadora Colaboradora, Divulgação Científica)

Débora Volpe (Técnica)

Márcio Fontenele (Pós-doc)

Sophie Herzsterg (Pós-doc)

Maira Arruda Cardoso (Doutoranda)

Mateus Berni (Doutorando)

Nathalia Pentagna (Mestranda)

Humberto Souza (IC)

Desiree Nunes (IC)

Daniel Andrade (IC)

 

Projeto de Extensão:

Popularização da Ciência na área de Biologia do Desenvolvimento:

A mosca Drosophila melanogaster como personagem de divulgação científica.

Helena Araujo PhD

Professora Associada ICB/UFRJ

Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/4985045117214483

INEM- Instituto Nacional de Entomologia Molecular: www.inctem.bioqmed.ufrj.br

 


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