Também nesta transição, os progenitores NM sofrem modificações significativas, resultando na sua relocalização do epiblasto para o primórdio da cauda. Dada a sua complexidade, a transição tronco-cauda, é frequentemente afetada por fatores genéticos e ambientais, que podem resultar em malformações congénitas como a espinha bífida ou síndrome de regressão caudal.

Apesar da importância desta transição, surpreendentemente, pouco se sabe sobre a sua regulação, e tal deve-se em grande parte à dificuldade em isolar os diferentes progenitores axiais do embrião, de uma forma que permita o seu estudo.

Análises de ganho ou perda de função em murganho, revelaram que a sinalização de Gdf11 tem um papel fulcral na sua regulação, pela modulação das propriedades funcionais dos vários progenitores axiais. A sinalização de Gdf11 ativa a expressão de Isl1 nos progenitores da mesoderme lateral e intermédia de forma a organizar o seu processo de diferenciação terminal.

Esta sinalização está também envolvida na relocalização dos progenitores NM para o primórdio da cauda uma vez que, em mutantes de Gdf11, parte destes progenitores não se consegue relocalizar e acaba por acumular-se numa outra região, na parte ventral da cauda.

Até agora, a origem deste fenótipo não é conhecida. No entanto, estes mutantes fornecem uma condição experimental oportuna para a pesquisa dos mecanismos envolvidos na relocalização dos progenitores NM, permitindo comparar propriedades dos progenitores que sucedem com os que falham a relocalização.

De forma a conseguirmos fazer isto, iremos usar uma estratégia recentemente desenvolvida no nosso laboratório que permite a recuperar especificamente os s progenitores NM de embriões de murganho.

Este sistema combina a marcação fluorescente estável de todos os progenitores axiais com a identificação posterior das células NM, tendo por base as suas propriedades funcionais. Usando esta estratégia no contexto dos mutantes de Gdf11, iremos obter os dois grupos de progenitores NM e comparar os respetivos transcritomas de forma a identificar os genes candidatos que poderão estar envolvidos na regulação da transição dos progenitores NM. Os candidatos selecionados, serão então validados e sujeitos a estudos funcionais em embriões de murganho.

Neste projeto pretendemos também explorar dados recentes obtidos pelo nosso grupo que apontam o gene Oct4 como um dos alvos moleculares chave da sinalização de Gdf11, na regulação da transição tronco-cauda. Pretendemos estudar os mecanismos regulatórios inerentes, a sua relevância para o controlo da transição tronco-cauda e também o possível papel do mesmo na evolução da padronização corporal dos vertebrados.

Após a transição para o desenvolvimento da cauda são ativados os processos que controlam a terminação da extensão axial. A terminação axial é normalmente progressiva, ainda que o seu ritmo seja altamente variável em diferentes espécies.

Falhas neste processo acarretam malformações como é o exemplo dos teratomas sacrococcígeos. Mais recentemente, observamos que nos mutantes de Gdf11 a terminação axial não é progressiva, produzindo caudas maiores e que se assemelham a regiões mais anteriores da coluna vertebral.

Isto indica que uma correta terminação axial requer a sinalização ativa de Gdf11.Pretendemos explorar o papel de Gdf11 neste processo, isolando e comparando os progenitores NM das caudas de embriões tipo selvagem com mutantes de Gdf11, depois destes terem relocalizado no primórdio da cauda.

Para tal, usaremos novamente o nosso sistema genético para marcar e isolar os progenitores NM de embriões de murganho.

Compreender a regulação da transição cauda-tronco e da terminação axial, pode ajudar a encontrar soluções para prevenir ou reduzir a severidade das malformações congénitas associadas a falhas nestes processos.