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quinta-feira, 23 de junho de 2022

 

Biomoléculas fósseis revelam um metabolismo aviário no dinossauro ancestral

Abstrato

Aves e mamíferos evoluíram independentemente as maiores taxas metabólicas entre os animais vivos 1 . Seu metabolismo gera calor que permite a termorregulação ativa 1 , moldando os nichos ecológicos que podem ocupar e sua adaptabilidade às mudanças ambientais 2 . 

Acredita-se que o desempenho metabólico das aves, que excede o dos mamíferos, tenha evoluído ao longo de sua linhagem 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10No entanto, não há proxy que permita a reconstrução direta das taxas metabólicas a partir de fósseis. Aqui usamos espectroscopia infravermelha de transformada de Fourier e Raman in situ para quantificar o acúmulo in vivo de sinais de lipoxidação metabólica em ossos de amniotas modernos e fósseis. Não observamos correlação entre as concentrações de oxigênio atmosférico 11e taxas metabólicas. 

Os estados ancestrais inferidos revelam que as taxas metabólicas consistentes com a endotermia evoluíram independentemente em mamíferos e plesiossauros, e são ancestrais dos ornitodiários, com taxas crescentes ao longo da linhagem aviária. 

Altas taxas metabólicas foram adquiridas em pterossauros, ornitísquios, saurópodes e terópodes bem antes do advento de adaptações energeticamente caras, como o voo em pássaros. Embora tivessem taxas metabólicas mais altas ancestralmente, os ornitísquios reduziram suas habilidades metabólicas para a ectotermia. As atividades fisiológicas desses ectotérmicos eram dependentes da termorregulação ambiental e comportamental 12 , em contraste com os estilos de vida ativos dos endotérmicos 1 . 

Os saurópodes e terópodes gigantes não eram gigantotérmicos 9 ,10 , mas verdadeiros endotérmicos. A endotermia em muitos táxons do Cretáceo Superior, além de mamíferos e aves da coroa, sugere que outros atributos além do metabolismo determinaram seu destino durante a extinção em massa do Cretáceo terminal.

terça-feira, 27 de outubro de 2020

 

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(Loron et al., Nature, 2019)

Cientistas descobriram os fósseis mais antigos da vida multicelular na terra

23 MAY 2019

Das profundezas dos leitos de xisto do Ártico Canadá, emergiu o que parece ser a evidência mais antiga de vida na terra. A descoberta de fósseis microscópicos apenas atrasou em mais de meio bilhão de anos o aparecimento mais antigo de fungo registrado.

Este foi o início da Era Neoproterozoica, a última era no super Éon Pré-cambriano, depois que a vida multicelular explodiu nos oceanos do mundo, mas antes - pensávamos, pelo menos - ela havia chegado em terra firme.

Esses fósseis recentemente analisados - se a análise se sustentar - datam de entre 900 milhões e 1 bilhão de anos, o que significa que eles podem levar a coroa da primeira vida multicelular na terra (há evidências de vida microbiana terrestre significativamente mais antiga). os mais antigos fósseis de fungos conhecidos e não contestados vêm de um leito de 407 milhões de anos na Escócia.O fungo recém-descoberto, encontrado na Formação Grassy Bay, foi denominado Ourasphaira giraldae, e os fósseis estão surpreendentemente bem preservados e intrincados.


Os pesquisadores conseguiram distinguir filamentos multicelulares, ramificados, septados, com esferas bulbosas nas pontas, que constituem o micélio de um fungo.

Eles também foram capazes de identificar, usando espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, a presença de quitina - um composto encontrado na parede celular de fungos. Além disso, a microscopia eletrônica de transmissão revelou detalhes de uma estrutura de parede celular de duas camadas.

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"The combination of the microfossil morphology, wall ultrastructure and chemistry of these microfossils is consistent with a fungal affinity," the researchers wrote in their paper.

The appearance of fungus fossils more than half a billion years older than the oldest unambiguous specimen is certainly a surprise - but not actually as big a surprise as you might think. And it could solve another mystery that has been bothering scientists.

We know fungus was around when the first plants began to emerge around 500-600 million years ago, but the fungal molecular clock had already suggested these life forms should have been around sooner.

This clock is the mutation rate of biomolecules in DNA, which can be used to determine the evolutionary history of an organism. In the case of fungus, if it had emerged around the same time as plants, its molecular clock would reflect this.

Instead, the DNA of fungus indicated that it made its first appearance over a billion years ago. This discrepancy between the fossil record and the molecular clock has been a huge puzzle.

Add to this new analysis the fact that fungus fossils are often very difficult to identify, and we may be approaching an answer.

O. giraldae is certainly a fascinating find. It single-handedly resolves the discrepancy between the fossil record and the DNA record, while also pushing back the timeline for the Opisthokonta supergroup of organisms - encompassing animals, fungi and protists - to a billion years ago.

 

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"A combinação da morfologia do microfóssil, ultra estrutura da parede e química desses microfósseis é consistente com uma afinidade fúngica", escreveram os pesquisadores em seu artigo.

O aparecimento de fósseis de fungos mais de meio bilhão de anos mais velhos do que o mais antigo espécime inequívoco é certamente uma surpresa - mas na verdade não é uma surpresa tão grande quanto você possa imaginar. E pode resolver outro mistério que tem incomodado os cientistas.

Sabemos que o fungo existia quando as primeiras plantas começaram a surgir, cerca de 500-600 milhões de anos atrás, mas o relógio molecular do fungo já havia sugerido que essas formas de vida deveriam existir antes.


Este relógio é a taxa de mutação de biomoléculas no DNA, que pode ser usado para determinar a história evolutiva de um organismo. No caso do fungo, se ele tivesse surgido na mesma época que as plantas, seu relógio molecular refletiria isso.


Em vez disso, o DNA do fungo indicou que ele fez sua primeira aparição há mais de um bilhão de anos. Essa discrepância entre o registro fóssil e o relógio molecular tem sido um grande enigma.


Acrescente a essa nova análise o fato de que os fósseis de fungos costumam ser muito difíceis de identificar e podemos estar chegando a uma resposta.


O. giraldae é certamente um achado fascinante. Ele resolve sozinho a discrepância entre o registro fóssil e o registro do DNA, ao mesmo tempo que atrasa a linha do tempo do supergrupo Opisthokonta de organismos - abrangendo animais, fungos e protistas - até um bilhão de anos atrás.

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The researchers are confident.

"As multidisciplinary studies of Proterozoic fossil assemblages progress, we predict that more fossil fungi and other early eukaryotes will be discovered and will improve our understanding of the evolution of the early biosphere," they wrote.

The research has been published in Nature.

quarta-feira, 16 de outubro de 2019


O QUE É RNA CIRCULAR?

 Biogênese, biologia e caracterização de RNAs circulares

Os RNAs circulares (circRNAs) são biomoléculas endógenas fechadas covalentemente em eucariotos com padrões de expressão específicos de tecidos e células, cuja biogênese é regulada por elementos cisativos específicos e fatores de ação trans. 

Alguns circRNAs são abundantes e evolutivamente conservados, e muitos circRNAs exercem funções biológicas importantes atuando como microRNA ou inibidores de proteína ('esponjas'), regulando a função de proteínas ou sendo traduzidos por si mesmos. Além disso, os circRNAs têm sido implicados em doenças como diabetes mellitus, distúrbios neurológicos, doenças cardiovasculares e câncer. 

Embora a natureza circular desses transcritos torne sua detecção, quantificação e caracterização funcional um desafio, os recentes avanços no sequenciamento de RNA de alto rendimento e nas ferramentas computacionais específicas do circRNA impulsionaram o desenvolvimento de abordagens de última geração para sua identificação e novos estão surgindo abordagens para a caracterização funcional.

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The biogenesis, biology and characterization of circular RNAs

Article metrics

Abstract

Circular RNAs (circRNAs) are covalently closed, endogenous biomolecules in eukaryotes with tissue-specific and cell-specific expression patterns, whose biogenesis is regulated by specific cis-acting elements and trans-acting factors. Some circRNAs are abundant and evolutionarily conserved, and many circRNAs exert important biological functions by acting as microRNA or protein inhibitors (‘sponges’), by regulating protein function or by being translated themselves. Furthermore, circRNAs have been implicated in diseases such as diabetes mellitus, neurological disorders, cardiovascular diseases and cancer. Although the circular nature of these transcripts makes their detection, quantification and functional characterization challenging, recent advances in high-throughput RNA sequencing and circRNA-specific computational tools have driven the development of state-of-the-art approaches for their identification, and novel approaches to functional characterization are emerging.