Em formação

O que causa o alongamento do Genoma na linha do tempo evolucionário


A teoria da evolução natural diz que formas de vida complexas surgiram de outras mais simples, por exemplo, começando de Eubacteria a eucariotos multicelulares modernos. {Se tentarmos reduzir essas mudanças acontecendo em nível molecular, deve ser como, de Eubactérias como E. coli. (Genoma de par de 20 kilobases / tamanho de fita de DNA) evoluindo, ao longo do tempo, para Eucariotos multicelulares (tamanho do genoma de pares de 3 Gigabas), e. (humanos e outros hominídeos.)} Agora, se virmos mudanças moleculares acontecendo dentro das células, as mudanças moleculares estão dentro do núcleo, já que mudanças nucleares extras são em grande parte função da informação nuclear (e em menor extensão de estímulos externos). Para que as mudanças bioquímicas ocorram dentro da célula, a informação nuclear é a principal força orientadora. Mas, de acordo com o Dogma Central, o alongamento do DNA não deveria ter acontecido, pois não há espaço para duplicação, tradução ou transcrição. Mas na verdade não é assim de acordo com a evolução. Então, o que permite que as mudanças sejam absorvidas no DNA que também aumenta seu comprimento?


Os eventos de replicação incorreta do DNA podem levar à duplicação acidental do DNA (até mesmo o genoma inteiro), desalinhamentos em eventos de recomibinação, integração de DNA de fontes extracelulares, e. vírus. Todos esses eventos podem levar a mudanças em grande escala no tamanho do genoma de um organismo, mudanças em menor escala podem ser inserções e deleções no DNA de vias de reparo, como junção de extremidades não homólogas.


Evolução convergente da regulação gênica em humanos e camundongos

Organismos que não são intimamente relacionados podem desenvolver características semelhantes à medida que se adaptam a desafios semelhantes. É chamada de evolução convergente e exemplos familiares incluem as asas de pássaros, morcegos e insetos e ecolocalização em morcegos e golfinhos. Agora, biólogos moleculares encontraram evidências de evolução convergente em um importante mecanismo de regulação gênica em humanos e camundongos.

O novo estudo, publicado em 15 de janeiro em Proceedings of the National Academy of Sciences, foi liderado por pesquisadores da UC Santa Cruz e da University of Rochester Medical Center. Eles descreveram um sistema complexo que regula os mesmos genes da mesma maneira em ambas as espécies, mas evoluiu independentemente nas duas linhagens.

Em ambos os casos, o sistema regulatório envolve RNA não codificador (sequências não traduzidas em moléculas de proteína) com origens em segmentos de DNA inseridos aleatoriamente no genoma por "genes saltadores" (retrotransposons).

"Este estudo destaca a importância do RNA não codificador e elementos transponíveis na regulação da expressão gênica e na evolução das redes de expressão gênica em genomas de mamíferos", disse o co-autor Manuel Ares, professor de biologia molecular, celular e do desenvolvimento na UC Santa Cruz.

Apenas cerca de 2% do genoma humano é copiado em moléculas de RNA mensageiro para codificar as proteínas que executam os processos principais em todas as células. A maior parte do restante do genoma é transcrita em RNA não codificador, cuja função é amplamente desconhecida, mas que se suspeita que desempenhe uma variedade de papéis na regulação e evolução do gene.

Muitos desses RNAs não codificantes são copiados de sequências de DNA repetidas chamadas de elementos nucleares intercalados curtos (SINEs). Uma vez transcritos em RNA, eles podem ser copiados de volta para o DNA e "colados" no genoma em novos locais em um processo chamado retrotransposição. Às vezes, essas novas cópias chegam aos genes ou perto deles e podem danificá-los. Outras vezes, eles podem adicionar novas propriedades ao gene.

No genoma humano, a principal família SINE é composta pelos chamados "elementos Alu". Existem mais de 1 milhão de cópias de Alu, compreendendo mais de 10% do DNA humano, espalhadas por todo o genoma, e algumas delas provavelmente ainda serão capazes de saltar para novos locais.

O genoma do rato, no entanto, não tem Alus, em vez disso, tem um conjunto distinto de SINEs chamados de elementos B / ID. Diferentes genomas de mamíferos têm diferentes SINEs porque explosões periódicas de retrotransposição por diferentes SINEs continuaram a ocorrer após a separação de diferentes espécies de seus últimos ancestrais comuns. No caso de humanos e camundongos, suas linhagens divergiram cerca de 90 milhões de anos atrás.

"Surpreendentemente, quando os genomas de camundongo e humano foram comparados, as localizações dos SINEs eram muito semelhantes, embora os próprios SINEs e os eventos que os colocaram nesses locais fossem muito diferentes", disse Ares. "Ficamos imaginando o que poderia explicar essa aparente convergência da inserção do SINE em dois genomas em evolução independente."

O laboratório de Lynne Maquat na Universidade de Rochester descobriu que os SINEs que pousam na parte do gene que codifica as caudas do RNA mensageiro (chamada de região não traduzida 3-prime ou 3'-UTR) trazem o mRNA sob o controle de uma proteína chamada Staufen, que regula negativamente a expressão do gene por um processo denominado "decadência mediada por Staufen" ou SMD. Exemplos individuais de SMD mediado por SINE foram previamente documentados em células humanas e de camundongo, em cada caso com diferentes SINEs.

Como os SINEs modernos nos genomas humanos e de camundongo não estavam no ancestral comum, todas as mudanças na expressão gênica que dependem dos SINEs devem ter ocorrido depois que humanos e camundongos se separaram, e não em seu ancestral comum.

"Normalmente pensamos em importantes sistemas de controle de expressão gênica como tendo evoluído há muito tempo, mas para a regulação por SMD mediado por SINE, esse não pode ser o caso", explicou Ares. "A pergunta que fizemos foi: há algum caso em que o mesmo gene em camundongos e humanos tenha sido colocado sob SMD mediado por SINEs, embora usando SINEs diferentes em algum ponto durante as histórias evolutivas separadas de camundongos e homens? Em caso afirmativo, quantos "E quão comum é a evolução convergente das redes reguladoras de genes? Com ​​que frequência os SINEs desempenham um papel na alteração crítica do controle de expressão gênica?"

Essas questões foram exploradas em uma colaboração entre os laboratórios de Rochester e UCSC, em que células precursoras musculares (mioblastos) de ambos os organismos foram analisadas para identificar pares de genes (o gene de camundongo e humano que codifica para a mesma proteína) que tinha um SINE inserido no cauda de mRNA e estavam sob controle de Staufen. Exemplos de tais pares de genes em números maiores do que o esperado ao acaso sinalizariam a possibilidade de evolução convergente da rede reguladora de Staufen em mioblastos, onde SMD é conhecido por ser importante para o controle do gene.

Em mioblastos, os pesquisadores foram capazes de detectar 24 genes que são regulados por Staufen e têm SINEs específicos da espécie. Este é um número mínimo de pares potencialmente convergentes porque nem todos os genes são expressos em mioblastos, observou Ares. Experimentos adicionais no papel confirmam o papel do SINE (removendo-o e mostrando que o mRNA se torna estável e insensível à presença de Staufen) para dois pares de genes.


Genética por trás da evolução das aves que não voam

Desde a era de Darwin, os cientistas se perguntam como pássaros que não voam como emas, avestruzes, kiwi, casuares e outros estão relacionados, e por décadas a suposição era de que todos deveriam compartilhar um ancestral comum que abandonou os céus por uma vida mais fundamentada.

No início dos anos 2000, novas pesquisas usando ferramentas genéticas mudaram essa história e, em vez disso, apontaram para a ideia de que a ausência de vôo evoluiu muitas vezes ao longo da história. No entanto, ficaram sem resposta as perguntas sobre se a evolução puxou alavancas genéticas semelhantes ou diferentes em cada uma dessas linhagens aviárias independentes.

Uma equipe de pesquisadores de Harvard acredita que agora pode ter parte da resposta.

Com base na análise dos genomas de mais de uma dúzia de pássaros que não voam, incluindo uma extinta moa, uma equipe de pesquisadores liderada por Tim Sackton, Diretor de Bioinformática do FAS Informatics Group e Professor de Biologia Organísmica e Evolutiva Scott Edwards descobriu que, embora diferente espécies mostram grande variedade nas porções de codificação de proteínas de seu genoma, eles parecem se voltar para as mesmas vias regulatórias quando evoluem a perda de voo. O estudo é descrito em um artigo de 5 de abril publicado em Ciência.

Além de Sackton e Edward, o estudo foi coautor do Professor de Estatística e Professor de Bioestatística Jun Liu, assistente de pesquisa estatística Zhirui Hu, Alison Cloutier, pesquisadora de pós-doutorado trabalhando no laboratório de Edwards, e equipes da Nova Zelândia, Universidade do Texas em Austin e o Museu Real de Ontário.

"Há uma longa história na biologia evolutiva de características convergentes - a ideia de que há evolução independente em direção ao mesmo tipo de fenótipo", disse Sackton. "O que nos interessava é como isso acontece?

"Todas essas aves têm um plano corporal semelhante", continuou ele. "Eles reduziram os membros anteriores, em diferentes graus, e todos eles têm essa perda da 'quilha' em seu esterno que ancora os músculos de vôo. Isso equivale a um conjunto de mudanças morfológicas convergentes que levaram a esse plano corporal semelhante em todos esses espécies."

Para entender o que levou a esse conjunto de mudanças, Sackton, Edwards e seus colegas se voltaram para os genomas dos próprios pássaros.

"Queríamos comparar não apenas as partes do genoma que codificam para proteínas, mas também as partes do genoma que regulam quando essas proteínas são expressas", disse Sackton, sobre as várias espécies examinadas para o estudo. Para identificar essas regiões, a equipe usou um processo que envolveu o alinhamento dos genomas de mais de três dúzias de espécies de pássaros - voadoras e não voadoras - e então identificou regiões que mostraram relativamente poucas diferenças em sua sequência genética. Esses locais no genoma que são conservados, mas não fazem parte das proteínas, provavelmente têm uma função reguladora.

“Trabalhamos com colaboradores em Estatística aqui em Harvard para desenvolver um novo método estatístico que nos permitisse perguntar, para cada um desses elementos regulatórios, quantas dessas espécies apresentavam o mesmo padrão de divergência, sugerindo que mudaram os mesmos elementos regulatórios, "Sackton disse. "E o que descobrimos foi que, embora não haja muito compartilhamento de genes codificadores de proteínas, há para essas regiões regulatórias, sugerindo que há vias de desenvolvimento compartilhadas que são repetidamente direcionadas a cada vez que esse fenótipo evolui."

Embora os genes codificadores de proteínas pareçam ser responsáveis ​​por adaptações na dieta, função das penas e ambiente, disse Sackton, as regiões regulatórias parecem desempenhar um papel fundamental nas mudanças de escala do corpo que acompanham a perda de vôo.

"O que é interessante sobre as mudanças morfológicas. É que eles têm que preservar seus membros posteriores", disse ele. "Existem muitas maneiras de impedir a formação de um membro, mas encolher um membro anterior sem alterá-lo é mais difícil."

E de certa forma, Sackton disse, essa história faz sentido - por mais estranho que possa parecer, é provavelmente mais fácil não formar um membro do que encolher.

"Se você pensar bem, há muitas maneiras de quebrar alguma coisa", disse ele. "Existem várias etapas no início do desenvolvimento do membro em que, se uma proteína não for expressa, ela simplesmente desligará o sistema e você não obterá um membro.

"Mas esta é realmente uma mudança complicada na escala corporal", continuou ele. "Você não pode simplesmente fazer com que os membros cresçam, quer queira quer não, em tamanhos diferentes, então. O fato de ser importante que eles mantenham os membros posteriores funcionais restringe o sistema e pode ser o motivo pelo qual vemos esse padrão convergente."

Para provar essa teoria, a equipe marcou certas regiões regulatórias nos genomas das aves com um gene que produziria a proteína fluorescente verde e descobriu que - em espécies que não voam, onde aquelas regiões onde se acredita terem sofrido mudanças funcionais - o gene marcador foi efetivamente desativado.

"Para fazer um membro começar a crescer, um monte de coisas precisam acontecer. Então, se você pode eliminar um potenciador e tornar mais difícil a expressão dessas proteínas, você pode atrasar esse processo", disse Sackton. "Isso sugere que essas regiões podem ter perdido alguns sítios de ligação importantes que as impedem de atuar como intensificadores."

O que tudo se resume no final, disse Sackton, é que os pássaros têm um número limitado de opções a seguir quando se trata de perda de vôo, e assim várias espécies foram para o mesmo poço repetidas vezes.

"Essa é a conclusão que tiraríamos deste trabalho", disse ele. "Há um número limitado de maneiras de obter esse tipo de mudança no dimensionamento e elas se concentram nessa regulação do desenvolvimento inicial dos membros."

O estudo também destaca o poder da abordagem multidisciplinar adotada por Sackton, Edwards e colegas.

"Uma das coisas que foi empolgante neste projeto, para mim pessoalmente, foi como fomos capazes de trazer a experiência computacional do Grupo de Informática para lidar com essa questão realmente importante da biologia evolutiva. Essa junção da genética estatística computacional com o natural as perspectivas da história são importantes para obter uma imagem completa de como essas aves evoluíram. "

"É empolgante o que pode ser feito com uma equipe de pesquisa com diversos conjuntos de habilidades", acrescentou Edwards. "Nosso grupo tinha biólogos do desenvolvimento, biólogos computacionais, morfologistas, estatísticos, geneticistas populacionais - e, é claro, ornitólogos. Cada um traz uma perspectiva diferente e os resultados, eu acho, são incríveis."

Esta pesquisa foi financiada pela National Science Foundation e pelo Natural Sciences and Engineering Research Council do Canadá.


Evolução dos Primatas

Os primeiros mamíferos semelhantes a primatas são chamados de proto-primatas. Eles eram mais ou menos semelhantes aos esquilos e musaranhos em tamanho e aparência. A evidência fóssil existente (principalmente do Norte da África) é muito fragmentada. Esses proto-primatas permanecem criaturas em grande parte misteriosas até que mais evidências fósseis se tornem disponíveis. O mais antigo mamífero semelhante a primata conhecido com um registro fóssil relativamente robusto é Plesiadapis(embora alguns pesquisadores não concordem que Plesiadapis era um proto-primata). Os fósseis deste primata foram datados de aproximadamente 55 milhões de anos atrás. Plesiadapiformes eram proto-primatas que tinham algumas características dos dentes e do esqueleto em comum com os verdadeiros primatas. Eles foram encontrados na América do Norte e na Europa no Cenozóico e foram extintos no final do Eoceno.

Os primeiros primatas verdadeiros foram encontrados na América do Norte, Europa, Ásia e África na Época Eocena. Esses primeiros primatas se assemelhavam aos prosímios atuais, como os lêmures. As mudanças evolutivas continuaram nesses primeiros primatas, com cérebros e olhos maiores e focinhos menores sendo a tendência. No final da Época Eocena, muitas das primeiras espécies de prosímios foram extintas devido às temperaturas mais baixas ou à competição dos primeiros macacos.

Os macacos antropóides evoluíram dos prosímios durante a Época do Oligoceno. Há 40 milhões de anos, as evidências indicam que os macacos estavam presentes no Novo Mundo (América do Sul) e no Velho (África e Ásia). Os macacos do Novo Mundo também são chamados Platirríni- uma referência aos seus narizes largos (figura 1) Os macacos do Velho Mundo são chamados Catarrhini- uma referência a seus narizes estreitos. Ainda há um pouco de incerteza sobre as origens dos macacos do Novo Mundo. Na época em que os platirrinos surgiram, os continentes da América do Sul e da África haviam se separado. Portanto, acredita-se que os macacos surgiram no Velho Mundo e alcançaram o Novo Mundo à deriva em jangadas ou cruzando pontes de terra. Devido a este isolamento reprodutivo, macacos do Novo Mundo e macacos do Velho Mundo sofreram radiações adaptativas separadas ao longo de milhões de anos. Os macacos do Novo Mundo são todos arbóreos, enquanto os macacos do Velho Mundo incluem espécies arbóreas e terrestres.

Figura 1. O bugio é nativo da América do Sul e Central. Faz um chamado que soa como o rugido de um leão. (crédito: Xavi Talleda)

Os macacos evoluíram dos catarríneos na África no meio do Cenozóico, aproximadamente 25 milhões de anos atrás. Os macacos são geralmente maiores do que os macacos e não possuem cauda. Todos os macacos são capazes de se mover através das árvores, embora muitas espécies passem a maior parte do tempo no solo. Os macacos são mais inteligentes do que os macacos e têm cérebros relativamente maiores, em proporção ao tamanho do corpo. Os macacos são divididos em dois grupos. Os macacos menores constituem a família Hylobatidae, incluindo gibões e siamangs. Os grandes macacos incluem os gêneros Frigideira (chimpanzés e bonobos) (Figura 2a), Gorila (gorilas), Pongo (orangotangos), e Homo (humanos) (Figura 2b) Os próprios gibões arbóreos são menores do que os grandes macacos, eles têm baixo dimorfismo sexual (isto é, os sexos não são muito diferentes em tamanho) e têm braços relativamente mais longos usados ​​para se balançar entre as árvores.

Figura 2. O (a) chimpanzé é um dos grandes macacos. Possui um cérebro relativamente grande e não tem cauda. (b) Todos os grandes macacos têm uma estrutura esquelética semelhante. (crédito a: modificação da obra de Aaron Logan crédito b: modificação da obra de Tim Vickers)


1900 - O Movimento Eugenico

Na história do DNA, o movimento eugênico é um capítulo notavelmente sombrio, o que evidencia a falta de compreensão a respeito da nova descoberta da época. O termo 'eugenia' foi usado pela primeira vez por volta de 1883 para se referir à & quotciência & quot da hereditariedade e boa educação.

Em 1900, as teorias de Mendel, que haviam encontrado um padrão estatístico regular para características como altura e cor, foram redescobertas. No frenesi de pesquisas que se seguiu, uma linha de pensamento ramificou-se na teoria social e desenvolveu-se na eugenia.

Este foi um movimento imensamente popular no primeiro quarto do século 20 e foi apresentado como uma ciência matemática, que podia prever os traços e características dos seres humanos.

O lado mais sombrio do movimento surgiu quando os pesquisadores se interessaram em controlar a reprodução dos seres humanos, para que apenas as pessoas com os melhores genes pudessem se reproduzir e melhorar a espécie. Era frequentemente usado como uma espécie de racismo "científico", para convencer as pessoas de que certa "linhagem racial" era superior a outras em termos de limpeza, inteligência etc. Mostra os perigos que vêm com a prática da ciência sem um verdadeiro respeito pela humanidade como um todo.

Muitas pessoas puderam ver que a disciplina estava repleta de imprecisões, suposições e inconsistências, além de encorajar a discriminação e o ódio racial. No entanto, em 1924, ganhou apoio político quando a Lei de Imigração foi aprovada por maioria na Câmara e no Senado dos EUA. A lei introduziu cotas estritas de imigração de países que os eugenistas acreditam ter estoque "inferior", como o sul da Europa e a Ásia. Quando o ganho político e a ciência conveniente combinam forças, ficamos ainda mais longe da verdade e de uma sociedade que respeita aqueles de dentro. Isso não é muito diferente das indústrias do fumo dos anos 80 e das indústrias do açúcar da década atual.

Com a pesquisa científica contínua e a introdução do behaviorismo em 1913, a popularidade da eugenia finalmente começou a cair. Os horrores da eugenia institucionalizada na Alemanha nazista, que vieram à tona após a 2ª Guerra Mundial, extinguiram completamente o que restava do movimento.


Como a edição do gene pode arruinar a evolução humana

Na década de 1960, Thomas Kuhn sugeriu que as idéias científicas passam por ataques de revolução, desafiando a fundação da ciência estabelecida. Mas foi Peter Galison quem enfatizou o impacto de uma ferramenta ou método e encorajou a noção de que a tecnologia cria a violação ou interrupção tangível de um campo. Alfred Hersey, com espírito semelhante, disse certa vez a um colega: & ldquoideas vêm e vão, mas o método dura. & Rdquo

CRISPR-Cas9, a nova ferramenta de modificação genética, que foi anunciada como um meio de nos inserirmos na evolução, está evoluindo como uma tecnologia, mesmo enquanto você lê isto. O fato de a própria tecnologia poder evoluir significa que há maior urgência em como pensamos nossa biologia: seja como uma máquina (que pode quebrar e obter novas peças de reposição) ou como parte da ecologia (em que o colapso não é necessariamente ruim e pode ser parte de crescimento, renovação ou reorganização). O CRISPR pode ser usado para reparar um gene que tem um produto deficiente, como uma enzima ou receptor, ou alterar o código que meramente sugere risco. As ideias sobre como usá-lo mudam de hora em hora. O método está aqui para durar. A ética só vai ficar mais preocupante. Mas há um obstáculo maior para o surgimento de bebês & ldquodesigner & rdquo e Gattaca-tipo distópico futuro: os princípios da evolução.

Antes disso, porém, algumas informações básicas: CRISPR é uma molécula que pode ser programada para atingir uma sequência específica em um genoma. Ele guia uma enzima, como a Cas9, para cortar o código como uma tesoura molecular minúscula. Os cientistas começaram a usar o Cas9 para causar quebras de & ldquoblunt end & rdquo no DNA. Isso tende a iniciar um reparo improvisado - a quebra é remendada, incorporando pequenos pedaços de DNA disponível ou um modelo de reparo de outro material genético que os cientistas podem adicionar. Um reparo Cas9 nem sempre é preciso, mas como diz o velho ditado, & ldquoa carpenter não culpa suas ferramentas. & Rdquo Mas os pesquisadores descobriram a Cpf1, outra enzima, que hackeia o DNA de fita dupla e deixa uma & # 8220 extremidade pegajosa & # 8221 quebra que deixa um fio pendurado na ponta. Este modelo permite edições de genes mais precisas. E em dezembro, U.C. Cientistas de Berkeley relataram a descoberta de ainda mais enzimas & mdashCasX e CasY & mdash que prometem tornar a tecnologia ainda mais versátil e exata. Em suma, as limitações técnicas estão desaparecendo.

No horizonte imediato, estamos começando a ver a silhueta do que Marcy Darnovsky, diretor do Centro de Genética e Sociedade, chama de "eugenia baseada no mercado". Peter Marks, vice-diretor do Centro de Avaliação e Pesquisa Biológica e do Departamento de Alimentos dos EUA e a Drug Administration me disseram em um e-mail que, nos Estados Unidos, o FDA optou por regulamentar o CRISPR-Cas9 como um medicamento, uma vez que resulta na modificação química de uma célula (como fazem as drogas). Isso significa que a agência pode usar canais normais para regular qualquer aplicação específica em humanos. Na verdade, os legisladores colocaram um rider em um projeto de lei geral de gastos que impede a agência de revisar os pedidos que se relacionam ao código hereditário de um embrião humano. Mas algo também está acontecendo em segundo plano. Sabemos que, por exemplo, muitas mães em potencial de recém-nascidos com síndrome de Down optam por abortar, e não é difícil imaginar uma ladeira escorregadia de em vitro técnicas, talvez modificações genéticas, aplicadas a condições como autismo ou risco psiquiátrico. A vontade do consumidor está lá.

A vontade industrial também está presente. Embora a EPA e a FDA trabalhem no interesse público, muitos cientistas apoiados pelo NIH têm interesses ocultos, principalmente em usar o financiamento federal (do contribuinte) como munição para iniciar seu próprio negócio, patentear técnicas e se envolver em ações judiciais. Mark Zuckerberg e Priscilla Chan estabeleceram um novo & ldquoBiohub & rdquo que retém os direitos exclusivos das patentes, um cenário semelhante desenvolvido pela Fundação Sean Parker. O Broad Institute está armado com $ 650 milhões do filantropo Ted Stanley para investigar transtornos psiquiátricos, bem como a reivindicação de um robusto portfólio de patentes de sistemas CRISPR para os quais tem um forte incentivo financeiro para comercializar e vender o máximo possível. De fato, o diretor da Broad & rsquos, Eric Lander, referiu-se à & ldquoa revolução nas doenças psiquiátricas & rdquo e o chefe do NIH, Francis Collins, disse que a genômica psiquiátrica está & ldquopoisada para avanços rápidos & rdquo. por que a alteração de nossa biologia evoca arrogância e nossas aplicações e intenções podem dar errado.

Em primeiro lugar, vários estudos recentes demonstraram que milhares de variantes genéticas espalhadas por todo o genoma contribuem para o autismo e o risco psiquiátrico, bem como traços de personalidade e até inteligência. SHANK3, DIXDC1, DISC1 e C4, alguns de nossos genes candidatos mais promissores para autismo ou esquizofrenia, contêm variantes que, na verdade, aumentam o risco em apenas uma fração de um ponto percentual. Por outro, denominado GRIN1, o estresse infantil pode diminuir sua expressão gênica e prejudicar o aprendizado. Embora as condições neuropsiquiátricas sejam altamente hereditárias, nenhuma variante genética contribui muito para o risco de herdá-las e, portanto, não é particularmente viável corrigir por meio da modificação genética. O jornalista David Dobbs já se referiu a eles como & ldquoMany Assorted Genes of Tiny Significance & rdquo ou MAGOTS.

A biologia é robusta contra o colapso. Ele abrange o risco como um gerenciador de dinheiro, e esse risco ao longo de todo o genoma é uma das razões pelas quais existem tão poucos "alvosquotários" para muitos desses traços psicológicos e cognitivos. Na verdade, muitas dessas variantes genéticas podem ser pleiotrópicas, o que significa que têm efeitos diferentes, muitas vezes não relacionados, em diferentes células ou tecidos. A gravidade de seus efeitos de intensificação ou diminuição também pode variar, dependendo de seu histórico genético, das outras variantes genéticas com as quais eles herdaram.

Em segundo lugar, os cientistas tendem a pensar nos homens como máquinas, os genes como suas partes quebradas e as variações da vida como problemas a serem resolvidos e raciocínios fora da curva normal. Isso pressupõe que haja uma maneira certa de os genes serem. Na realidade, Darwin nos mostrou que a evolução não avança em direção a um modelo ideal ou a uma forma mais perfeita, mas, ao contrário, é um trabalho de remendos para adaptação em nichos locais. Em nenhum lugar da natureza diz como um gene deve funcionar.

Além disso, as variantes genéticas que nos predispõem ao risco ou supostas fraquezas são precisamente as mesmas que apresentam pequenas vantagens de aptidão (elas nos tornam melhores em números, mais sensíveis, alteram a concentração & # 8230). Esta é uma das razões pelas quais sou um defensor da & ldquoneurodiversidade. & Rdquo A evolução trabalha nas margens, e o faz por meio de compensações: frequentemente, você não obtém uma vantagem sem arriscar uma desvantagem. Isso não é trivial.

Em 1966, Richard Lewontin e John Hubby propuseram a ideia de "seleção de equilíbrio", que sugere que versões nocivas de genes, conhecidas como alelos, podem permanecer na população para contribuir para a diversidade genética. Essas versões podem ser úteis no caso em que os indivíduos têm uma cópia da versão rara do gene e uma cópia de uma forma mais comum e infalível (isso torna o indivíduo & ldquoheterozygous & # 8221). A infame variante APOE4, a única variante de risco mais forte para a doença de Alzheimer e rsquos de início tardio, permanece com 15% de frequência na população - o motivo é que também pode aumentar a vitamina D. Uma variação em um gene chamado COMT pode aumentar os níveis de dopamina em quatro vezes no córtex frontal, o que pode aumentar a concentração & talvez seja útil se você tiver uma cópia, embora torne você mais propenso a ficar nervoso se tiver duas cópias (o que 5% de nós temos).

Mesmo algumas variantes que são altamente comprometedoras permanecem por aí pegando carona em outros genes úteis que estão sob seleção natural. No ano passado, Tobias Lenz, cientista do Instituto Max-Planck de Biologia Evolutiva na Alemanha, relatou que uma região do genoma chamada de complexo principal de histocompatibilidade, que cria um componente do sistema imunológico que detecta uma série de infecções, está repleta de mutações . Muitas dessas mutações também estão associadas a doenças humanas, câncer, doenças autoimunes e esquizofrenia. A vantagem de alterar os genes do sistema imunológico, então, pode vir com a compensação de remover genes que estão "se encontrando" nas proximidades e apresentar um risco associado de câncer ou distúrbios neuropsiquiátricos. Perder o que é ruim pode significar perder o que é bom também.

Não existem genes superiores. Os genes têm uma história longa e em camadas, e muitas vezes têm três ou quatro funções não relacionadas, que se equilibram entre si sob seleção. Essas variantes arriscadas que podem, no cenário certo, digamos, nos tornar melhores em números são, na verdade, útil permanecer na população em baixas frequências. Na verdade, versões de centenas de genes que nos predispõem a riscos psiquiátricos permanecem na população em taxas estáveis, enquanto o transtorno do espectro do autismo e a esquizofrenia ocorrem cada um em cerca de um por cento - indicando uma troca de risco por vantagem.

Em seu livro de 2015 NeuroTribes, Steve Silberman argumentou contra “qualificar o autismo como uma aberração contemporânea”, sugerindo que ele tinha raízes na “descoberta de genes antigos que são amplamente compartilhados na população em geral, embora se concentrem mais em certas famílias do que em outras. Seja o que for, o autismo não é um produto único da civilização moderna. É um estranho presente de nosso passado profundo, transmitido por milhões de anos de evolução. & Rdquo

Em 1995, Arnold Ludwig relatou uma taxa de 77% de transtornos psiquiátricos em escritores de ficção eminentes. A ligação entre criatividade e loucura é um debate antigo - mas existem teorias plausíveis de como isso funciona. Um na literatura científica é que traços subclínicos & mdash que frequentemente caracterizamos como esquizotípicos ou psicoticismo & mdashor até mesmo traços psicológicos como & ldquoopenness to experience & rdquo permitem que as pessoas tenham um melhor desempenho em medidas de criatividade. No entanto, se essas tendências se tornarem excessivamente pronunciadas nos casos de doença mental grave, a aptidão para a produtividade e a criatividade despencam & mdasha conceito amplamente conhecido como o U & ldquoinverted & rdquo Na verdade, quantidades leves de estresse e desorientação podem contribuir para fora do - pensamento de caixa, mas uma espiral completa em um episódio psicótico resulta em um rápido declínio no insight.

Como Steven Pinker me disse, “há várias explicações possíveis de por que o traço de abertura à experiência pode ser uma adaptação individual. Como acontece com qualquer característica que varia entre os indivíduos, existe o desafio de explicar por que ela não assume um valor único e ótimo em todos os membros da espécie. Entre as possibilidades estão que é o resultado de mutações que ainda não foram eliminadas que diferentes valores são adaptativos em diferentes tipos de ambientes e que é dependente da frequência: ele só se adapta quando não é muito comum.

Mas milhares de variantes genéticas realmente influenciam o risco psiquiátrico. O fato de essas variantes permanecerem na população humana em pequenas frequências também sugere que podem ocultar um benefício de aptidão em algumas origens genéticas, por algumas pessoas - razão pela qual não devemos ser tão rápidos em cortar trechos de código de nossos genomas. Alguns daqueles com risco psiquiátrico & mdashCarrie Fisher, David Foster Wallace, Kurt Cobain & mdash voltam para iluminar a realidade de uma forma que aqueles dentro da curva normal não conseguem. Eles demonstram os limites da condição humana, o fracasso final em alcançar qualquer segurança e a impossibilidade de controle. O fato de podermos fazer algo melhor do que isso por meio da biotecnologia é improvável que desejemos é, na melhor das hipóteses, duvidoso e, na pior, moralmente questionável. & # 8220 Abençoados sejam os mansos, porque eles herdarão a terra. & # 8221

We&rsquove known for a long time the folly of genetic determinism: 30,000 genes cannot model 100,000,000,000,000 (a hundred trillion) synaptic connections in the brain. We also know that chronic stress and limiting social and economic factors are critically important to health, including cancer rates, cardiovascular and mental health, as articulated through well-known phenomena such as the &ldquoGlasgow effect.&rdquo Yet the NIMH has taken the position to only fund research that entails a &ldquoneuro-signature,&rdquo which conveniently supports a drugmaker model and ignores the context of conditions. We are investing billions into data, yet every day I walked to work in Cambridge, I walked past &ldquomethadone mile,&rdquo where there are plenty of homeless people suffering from panic and schizophrenia, without adequate resources&mdashsave for a half-million-dollar toilet. The promise that we can use gene modification, or even data, to eliminate psychiatric disorders is a fool&rsquos errand. Chronic stress matters. And genetic risk variants remain in the population because they’re advantageous to certain people, given the right genetic background or conditions. Those risk variants are speculating&mdashevolution, always and forever, takes chances.


A genetic disorder is a disease caused in whole or in part by a change in the DNA sequence away from the normal sequence. Genetic disorders can be caused by a mutation in one gene (monogenic disorder), by mutations in multiple genes (multifactorial inheritance disorder), by a combination of gene mutations and environmental factors, or by damage to chromosomes (changes in the number or structure of entire chromosomes, the structures that carry genes).

As we unlock the secrets of the human genome (the complete set of human genes), we are learning that nearly all diseases have a genetic component. Some diseases are caused by mutations that are inherited from the parents and are present in an individual at birth, like sickle cell disease. Other diseases are caused by acquired mutations in a gene or group of genes that occur during a person's life. Such mutations are not inherited from a parent, but occur either randomly or due to some environmental exposure (such as cigarette smoke). These include many cancers, as well as some forms of neurofibromatosis.

A genetic disorder is a disease caused in whole or in part by a change in the DNA sequence away from the normal sequence. Genetic disorders can be caused by a mutation in one gene (monogenic disorder), by mutations in multiple genes (multifactorial inheritance disorder), by a combination of gene mutations and environmental factors, or by damage to chromosomes (changes in the number or structure of entire chromosomes, the structures that carry genes).

As we unlock the secrets of the human genome (the complete set of human genes), we are learning that nearly all diseases have a genetic component. Some diseases are caused by mutations that are inherited from the parents and are present in an individual at birth, like sickle cell disease. Other diseases are caused by acquired mutations in a gene or group of genes that occur during a person's life. Such mutations are not inherited from a parent, but occur either randomly or due to some environmental exposure (such as cigarette smoke). These include many cancers, as well as some forms of neurofibromatosis.


Do cloned animals always look identical?

No. Clones do not always look identical. Although clones share the same genetic material, the environment also plays a big role in how an organism turns out.

For example, the first cat to be cloned, named Cc, is a female calico cat that looks very different from her mother. The explanation for the difference is that the color and pattern of the coats of cats cannot be attributed exclusively to genes. A biological phenomenon involving inactivation of the X chromosome (See sex chromosome) in every cell of the female cat (which has two X chromosomes) determines which coat color genes are switched off and which are switched on. The distribution of X inactivation, which seems to occur randomly, determines the appearance of the cat's coat.

No. Clones do not always look identical. Although clones share the same genetic material, the environment also plays a big role in how an organism turns out.

For example, the first cat to be cloned, named Cc, is a female calico cat that looks very different from her mother. The explanation for the difference is that the color and pattern of the coats of cats cannot be attributed exclusively to genes. A biological phenomenon involving inactivation of the X chromosome (See sex chromosome) in every cell of the female cat (which has two X chromosomes) determines which coat color genes are switched off and which are switched on. The distribution of X inactivation, which seems to occur randomly, determines the appearance of the cat's coat.


Data availability

The genome assembly, annotation files, alignments, and phylogenetic trees are available on Dryad (see URLs). Custom software for running PhyDS phylogenetic analyses is available on GitHub (see URLs). The genome assembly and annotation files are also available on the Genome Database for Rosaceae (GDR see URLs) and the CyVerse CoGe platform (see URLs). ‘Camarosa’ clones are available from most strawberry nurseries. The raw sequence data are available in the Sequence Read Archive under NCBI BioProject PRJNA508389 (see URLs).


Experimental techniques

The first experimental techniques developed for amphioxus were in toto in situ hybridization (Fig. 4A-G), which takes advantage of the transparency of embryos to study gene expression patterns, and immunostaining (Fig. 4H-J), which is used for protein localization (Holland et al., 1992). Functional studies based on the activation or inhibition of different signalling pathways, and subsequent analysis of the phenotype, have also been undertaken. The most common approach has been the use of small molecules to inhibit or activate different pathways (Fig. 4K,L). Some examples of these treatments include: retinoic acid (RA) and its antagonist BMS009 for the study of the role of RA signalling (Escriva et al., 2002a Holland and Holland, 1996 Schubert et al., 2004 Schubert et al., 2005) LiCl for studying the Wnt/β-catenin pathway (Holland et al., 2005 Onai et al., 2009) SU5402 for studying fibroblast growth factor (FGF) signalling (Bertrand et al., 2011b) U0126 for examining mitogen-activated protein kinase (MAPK) signalling (Bertrand et al., 2011b) BMP4 to upregulate the bone morphogenetic protein (BMP) signalling pathway (Yu et al., 2007) and activin and SB505124 for the activation and repression, respectively, of Nodal signalling (Onai et al., 2010).

Box 2. Aquaculture of amphioxus

The possibility of obtaining embryos – using induced spawning – on a daily basis prompted several laboratories to develop amphioxus aquaculture facilities. Aquaculture techniques, which use natural and artificial sea water both in marine stations and in inland laboratories (Fuentes et al., 2007 Fuentes et al., 2004 Somorjai et al., 2008b Theodosiou et al., 2011), have been developed for two of the four experimental amphioxus species (B. belcheri e B. lanceolatum) Atualmente, B. lanceolatum is the only amphioxus species that can be induced to spawn on any given day during the breeding season, and aquaculture techniques have allowed the long-term culture of individual B. lanceolatum in small volumes of water (Somorjai et al., 2008b). Inland laboratories are now also able to maintain and induce spawning of ripe B. lanceolatum in artificial sea water (Theodosiou et al., 2011). However, although embryos can be cultured until the adult stage in captivity (Desdevises et al., 2011), a complete life cycle of B. lanceolatum has not yet been achieved in the laboratory, and only short-term cultures exist. By contrast, long-term cultures of B. belcheri have been developed, both in the absence and presence of sand as the burying substratum (Yasui et al., 2007 Zhang et al., 2007). Moreover, when maintained in natural seawater with sand, B. belcheri has been successfully raised in phase with the natural life cycle observed in the wild through two generations in the laboratory (Zhang et al., 2007).

Methods for manipulating gene expression have also been developed in amphioxus (Holland and Yu, 2004). Thus, microinjection of unfertilized eggs has been successfully employed in B. floridae, using both morpholinos and mRNA (Onai et al., 2010 Schubert et al., 2005) to knock down and to overexpress a given gene, respectively. Currently, to our knowledge, only mRNA injection is efficient in B. lanceolatum, and microinjecting B. belcheri ou A. lucayanum has not been performed successfully. Unfertilized egg injection has also been used to generate transient transgenics, using plasmids that contain a reporter gene, the expression of which is under the control of cis-regulatory elements or a promoter sequence (Fig. 4M) (Holland et al., 2008a Yu et al., 2004). However, in contrast to pharmacological treatments, the manipulation of gene expression using microinjection techniques still requires optimization, and is thus used less frequently.


Timeline of Discovery

Benjamin Waterhouse introduces the smallpox vaccine to the United States and helps gain acceptance for the new procedure.

Oliver Wendell Holmes identifies the cause and prevention of puerperal fever, also known as childbed fever.

John Collins Warren, the School’s first dean, provides the first public demonstration of anesthesia in surgery.

Reginald Heber Fitz provides the first clinical description of appendicitis he also advocates performing appendectomies.

1890s–1910

Theobald Smith identifies the mechanism of insect-borne disease transmission, discovers the cause of scurvy and develops the concept of heat-killed vaccines.

Paul Dudley White introduces the electrocardiograph to the United States.

Elliott Joslin introduces insulin to the United States and subsequently founds Joslin Diabetes Center.

Eliot Cutler performs the world’s first successful heart valve surgery at the Peter Bent Brigham Hospital, today part of Brigham and Women’s Hospital.

Marius Smith-Petersen devises a three-flanged nail to secure the bone in hip fractures.

  • Philip Drinker invents the iron lung to help polio-paralyzed patients breathe.
  • William Hinton develops a blood test for the detection of syphilis.

In a first, the newly developed Drinker Respirator (iron lung) saves a polio patient at Peter Bent Brigham in collaboration with Children's Hospital Medical Center, today Boston Children’s Hospital, and the Harvard School of Public Health.

1930s–1940s

Fuller Albright recognizes the disease of overactive parathyroid, develops an effective treatment for vitamin D-resistant rickets and provides insights into the treatment of osteoporosis.

James Gamble and colleagues give the first demonstration of the need to replace intracellular fluid and electrolytes in those subjected to extreme loss of food and water.

Robert Gross performs the first successful closure of the patent ductus arteriosus, a congenital heart defect of infants, ushering in an era of corrective heart surgery for children.

While treating victims of the Cocoanut Grove fire in Boston, Massachusetts General Hospital physicians demonstrate the efficacy of a new approach to burn treatment and the value of new blood bank and emergency-response plans.

A Mass General researcher perfects the use of Pap smear to detect cervical cancer.

At Boston Children’s, Louis Diamond describes Rh disease, a condition resulting from incompatibility of a baby’s blood with the mother’s, and develops a transfusion procedure that replaces the blood of newborns affected by Rh disease.

  • Carl Walter, John Merrill and George Thorn perfect the Kolff-Brigham artificial kidney for clinical use.
  • Working at Boston Children’s, Sidney Farber is responsible for the first successful pediatric remission of acute leukemia.

The first series of successful operations is performed at Peter Bent Brigham for repair of stenotic mitral heart valves.

  • John Enders, Thomas Weller and Frederick Robbins grow poliovirus in culture, paving the way for polio vaccines. Their technique also leads to vaccines against measles, mumps, rubella and chickenpox.
  • Doctors at Robert Breck Brigham Hospital, now part of Brigham and Women’s, become the first to administer cortisone, a steroid treatment, to patients with rheumatoid arthritis.
  • Helping women with diabetes who wish to have children, Joslin physician Priscilla White introduces the White classification of diabetic pregnancies, a widely used method to categorize patients’ risk and tailor treatments accordingly.

Sidney Farber and colleagues at what is now Dana-Farber Cancer Institute achieve the first remissions in Wilms tumor of the kidney, a common form of childhood cancer. By prescribing the antibiotic actinomycin D in addition to surgery and radiation therapy, they boost cure rates from 40 to 85 percent.

McLean Hospital researchers discover brain proteolipids, a new class of molecules necessary for brain structure and function. This discovery provides a basis for understanding normal brain development and abnormalities underlying psychiatric illness.

Surgeon Joseph Murray performs the first successful kidney transplant on identical twins at Peter Bent Brigham.

The first clinical trials of oral contraceptives get underway at Boston Lying-In Hospital, now part of Brigham and Women’s.

In a key advance toward the improved understanding of brain structures, McLean researchers develop a procedure for extracting and identifying brain lipids.

  • Dana-Farber researchers develop the means to collect, preserve and transfuse platelets to control bleeding.
  • Mass General clinicians become the first to use proton beam therapy to treat tumors of the eye, neck and brain.
  • The first implantable cardiac pacemaker is developed at Beth Israel Hospital, today part of Beth Israel Deaconess Medical Center.
  • A surgical team, led by Ronald Malt, at Mass General performs a replantation of a severed arm, thus achieving the first successful reattachment of a human limb.
  • Bernard Lown becomes the first to use direct electric current to restore the rhythm of the heart.

Mass General innovators make practical for the first time the long-term storage of human blood.

Working at Joslin, William Beetham and Lloyd M. Aiello pioneer pan-retinal coagulation, a treatment that uses lasers to halt the sight-stealing proliferation of blood vessels in people with diabetes.

Mass General clinicians pioneer telemedicine, the practice of medicine over closed-circuit television.

Mass General cardiac surgeons collaborate in the development of an intra-aortic balloon catheter.

  • Dana-Farber researchers clone the gene ras and demonstrate that, when mutated, this gene—the first known human oncogene—helps spur the development of many common human tumors.
  • Mass General researchers pioneer the positron emission tomography (PET) scan, an imaging technique that made possible one of the first noninvasive looks at functional changes within the brain and other organs.

Clinicians at the Boston Hospital for Women, now part of Brigham and Women’s, develop noninvasive fetal heart monitoring, enabling a safer and more accurate way to detect fetal distress during labor.

Mass General dermatologists Thomas Fitzpatrick and John Parrish introduce the field of photochemotherapy, which uses light and special medications to treat disorders such as psoriasis.

C. Ronald Kahn, recruited to Joslin, discovers alterations in the receptors associated with insulin resistance, found in obesity and type 2 diabetes.

Stephen C. Harrison in the HMS Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology is the first to determine the structure of an intact virus particle, leading to the understanding of the mechanisms of viral entry and assembly.

Stuart Orkin and his team at Boston Children’s develop new DNA sequencing techniques for the reliable prenatal diagnosis of several genetic defects that cause thalassemia, a deadly form of anemia.

Mass General radiologists pioneer the use of MRI, or magnetic resonance imaging, to diagnose illness and injury.

1980s

Researchers at Harvard Medical School and affiliated institutions make, and continue to make to this day, numerous key discoveries in the HIV/AIDS field.

  • Researchers at Mass General, Massachusetts Institute of Technology (MIT) and the Shriners Burns Institute create the first artificial skin made from living cells.
  • Mass General researchers develop a technique for reversing the premature onset of puberty in girls.
  • Jack Szostak, HMS professor of genetics and the Alexander Rich Distinguished Investigator at Massachusetts General Hospital, co-discovers telomeres, regions of repetitive DNA that protect the ends of chromosomes and that shorten each time a cell divides. Together with the discovery of telomerase, the enzyme that builds telomeres, these findings—important in the study of cancer, aging and stem cells—led to Szostak’s sharing the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 2009.
  • Using a pulsed dye laser, Mass General researchers become the first to treat the congenital birthmarks known as port-wine stains without scarring.
  • James Gusella leads the HMS Genetics team that finds a genetic marker for Huntington’s disease, a fatal inherited condition. This same gene-finding technique later enables scientists to find genetic markers for other inherited diseases.
  • Genetics scientists, led by Philip Leder, create the first genetically engineered mouse model of cancer, subsequently dubbed the “oncomouse.”
  • Cell Biology researcher Howard Green and colleagues become the first to grow human skin in large quantities in the laboratory, allowing skin replacement in patients with extensive burns.
  • Brigham and Women’s researchers launch a series of national clinical studies known as the Thrombolysis in Myocardial Infarction (TIMI) trials, which demonstrate that new clot-busting drugs can save heart muscle and improve patients’ chances of surviving a heart attack.
  • Boston Children’s researchers identify a retrovirus as the probable cause of Kawasaki disease, an infectious illness occurring predominantly in children under five.
  • Investigators at Boston Children’s isolate and locate on chromosome 21 the gene for the brain protein found in the degenerative nerve tissue of people with Alzheimer’s disease.
  • Mass General researchers contribute to the discovery of the first gene associated with inherited early-onset Alzheimer’s disease.
  • Louis Kunkel and colleagues at Boston Children’s discover the gene that causes Duchenne muscular dystrophy.

Mass General researchers develop laser treatment for removal of pigmented lesions and tattoos.

Judah Folkman and his research team at Boston Children’s produce a synthetic compound that inhibits the growth of blood vessels associated with tumors.

Década de 1990

Alfred Goldberg and HMS colleagues conduct basic investigations that lay the foundation for the first proteasome-inhibiting cancer therapy.

  • The structure of diphtheria toxin structure is discovered, which leads to the discovery of a safer, more economical vaccine.
  • Brigham and Women’s researchers discover that a protein (amyloid beta) thought to be an early, causative feature of Alzheimer's disease is also present in healthy individuals and that patients with Alzheimer's produce too much of this protein or cannot break it down properly.
  • Massachusetts Eye and Ear clinicians pioneer the use of photodynamic therapy for neovascular macular degeneration.
  • HMS Genetics researcher Gary Ruvkun codiscovers small regulatory RNAs called microRNAs, revealing a new world of RNA regulation at an unprecedented small scale.
  • Innovators at Mass. Eye and Ear develop a surgical method to restore speech, swallowing and normal breathing in patients with paralyzed vocal cords.
  • Dana-Farber scientists identify the gene that causes an inherited form of colon cancer, which leads to diagnostic screening to determine whether people are predisposed to contract the disease.
  • Mass. Eye and Ear researchers discover VEGF, a molecule implicated in diabetic retinopathy and age-related macular degeneration, the most common forms of blindness.

In studies of wound repair, HMS researchers at Boston Children’s find a key molecule, known as PR-39, that binds growth factors and proteins necessary for the mending process.

  • Brigham and Women’s surgeons perform the nation's first triple-organ transplant, removing three organs from a single donor—two lungs and a heart—and transplanting them into three individual patients, giving each a new lease on life.
  • Joslin clinical researchers identify blood glucose levels that limit kidney disease.
  • William G. Kaelin Jr., Sidney Farber Professor of Medicine at HMS and Dana-Farber Cancer Institute and senior physician in medicine at Brigham and Women's Hospital, shows that cells lacking the VHL (von Hippel-Laudau) gene and its associated protein are incapable of sensing oxygen and later shows that these cells are unable to degrade HIF-1-alpha, a master regulator of the cellular response to low oxygen levels. These discoveries lead to Kaelin’s sharing the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 2019.
  • McLean scientists discover the first evidence of a chemical abnormality in nerve-cell function in the brains of people with Alzheimer’s, a finding that ultimately leads to the first treatments for the disease approved by the U.S. Food and Drug Administration.
  • Building on insights into the functioning of the human immune system, Dana-Farber researchers, led by Lee Nadler, devise a way to neutralize immune system cells responsible for graft-versus-host-disease, a potentially dangerous side effect of organ and tissue transplants.
  • An HMS Cell Biology team discovers a novel gene, p73, which resembles the powerful tumor-suppressor gene p53, but unlike its counterpart, p73 is found on only one chromosome and acts in ways quite different from its famous relative.
  • Investigating how aspirin reduces inflammation, Brigham and Women’s scientists discover that aspirin targets COX, an enzyme involved in the formation of prostaglandins and thromboxanes, compounds that are part of the inflammatory response.

Surgeons at Beth Israel Deaconess perform the first adult live-donor liver transplant in New England.

Ushering in a powerful new way to detect nascent cancers, Ralph Weissleder and colleagues at Mass General develop fluorescent molecular probes that fluoresce upon contact with tumor enzymes, allowing the detection of minute clusters of tumor cells.

  • McLean researchers identify four types of brain abnormalities associated with abuse and neglect experienced in childhood.

Studying a tiny cluster of nerve cells behind the eye, HMS Neurobiology researchers discover a pathway involved in how the brain’s circadian clock sends signals that control the body’s daily rhythms.

  • Researchers at HMS and Joslin identify a pathway linked to the cartilage deterioration and bone attrition of rheumatoid arthritis.
  • Paul Ridker and colleagues at Brigham and Women’s find that C-reactive protein predicts the chances of developing heart disease, leading to new guidelines for predicting cardiovascular disease.
  • Research conducted in resource-limited nations by the HMS Department of Social Medicine, now Global Health and Social Medicine, provides the first hard evidence that people infected with multidrug-resistant tuberculosis can be treated successfully by developing community-based outpatient treatment models.
  • Beth Israel Deaconess researchers pinpoint the source of preeclampsia, a life-threatening complication of pregnancy and one of the leading causes of maternal and infant mortality worldwide.
  • Led by Stuart Orkin, Boston Children’s scientists identify the first regulatory molecule that puts the brakes on the proliferation of blood stem cells and also preserves the integrity of those stem cells, enabling them to produce functional blood cells over a long period of time.
  • HMS Cell Biology researchers discover the architecture of the first transmembrane protein-conducting channel, paving the way for an understanding of how proteins are transferred.
  • Mary-Elizabeth Patti and colleagues at Joslin show that poor prenatal nutrition permanently damages the function of insulin-producing cells in the embryo’s pancreas, raising the risk that the child will later develop type 2 diabetes.
  • In studies to combat the herpes simplex virus type 2, the most common form of genital herpes, David Knipe in HMS Microbiology and Immunobiology develops a replication-deficient vaccine called dl5-29, which stimulates the immune system from inside host cells, a quality other vaccines lack, and becomes a leading candidate in human vaccine trials.
  • Dana-Farber researchers identify a molecular mechanism in the liver that explains how eating foods rich in saturated fats and trans-fatty acids causes elevated blood levels of "bad" cholesterol and triglycerides, increasing the risk of heart disease and certain cancers.
  • HMS Genetics researcher George Church introduces revolutionary "next generation" DNA sequencing technologies.
  • Investigators, led by Donald Ingber, director of the Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University, demonstrate how to turn cells on and off using magnets, leading to potential ways to correct cellular functions that diseases interrupt.
  • Researchers at Brigham and Women’s and the Broad Institute of MIT and Harvard discover a gene involved in rheumatoid arthritis, a painful inflammation that affects 2.1 million Americans and can destroy cartilage and bone within afflicted joints.
  • Dana-Farber scientists, led by Bruce Spiegelman, identify a molecular switch in mice that turns on the development of beneficial brown-fat cells, which generate heat and counter obesity.
  • HMS Cell Biology researchers discover necroptosis and its inhibition by small-molecule inhibitors of RIPK1, which leads to clinical studies of RIPK1 inhibitors as potential therapies for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Alzheimer’s disease.
  • Dana-Farber scientists achieve a medical first by using a targeted drug to drive a patient's metastatic melanoma into remission.
  • Boston Children’s stem-cell researchers, led by George Q. Daley, find that LIN28, a protein abundant in embryonic stem cells, is aberrantly expressed in about 15 percent of all cancers, revealing a possible new target for drug development.
  • An HMS Genetics team, led by Stephen Elledge, uses a technique called RNA interference (RNAi) to dial down the production of thousands of proteins and determine which are required for cancer cells to survive, exposing a hidden set of drug targets for possible new cancer therapies.
  • Joan Brugge and HMS Cell Biology colleagues discover that cancer cells perish not only via cell suicide, or apoptosis, they can also die of starvation by losing their ability to harvest energy, findings that point toward new tumor-killing strategies.
  • Joslin scientists, headed by Aaron Cypess, demonstrate that adults retain energy-burning brown fat, a discovery that paves the way for new treatments for obesity and type 2 diabetes.

An HMS Neurobiology team, led by Michael Greenberg, finds that environmental stimuli activate certain sections of DNA, enhancing the process by which messenger RNAs are created, and that these “enhancer regions” play a role in driving gene expression, the first evidence of widespread enhancer transcription.


Assista o vídeo: Explicación del Proyecto Genoma humano!! (Janeiro 2022).