The evolution of vision

Gehring, Walter J.

doi:10.1002/wdev.96

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“…It is not only used as a primary source of information on the external world, but also drives several biological processes, such as photosynthesis and biological clocks [1]. Light energy and information are usually captured by photoreceptor proteins, and the rhodopsin family is one of the most studied among them.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The light‐driven sodium ion pump: A new player in rhodopsin research

Kato

Inoue

Kandori³

et al. 2016

BioEssays

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Rhodopsins are one of the most studied photoreceptor protein families, and ion-translocating rhodopsins, both pumps and channels, have recently attracted broad attention because of the development of optogenetics. Recently, a new functional class of ion-pumping rhodopsins, an outward Na þ pump, was discovered, and following structural and functional studies enable us to compare three functionally different ion-pumping rhodopsins: outward proton pump, inward Cl À pump, and outward Na þ pump. Here, we review the current knowledge on structure-function relationships in these three light-driven pumps, mainly focusing on Na þ pumps. A structural and functional comparison reveals both unique and conserved features of these ion pumps, and enhances our understanding about how the structurally similar microbial rhodopsins acquired such diverse functions. We also discuss some unresolved questions and future perspectives in research of ion-pumping rhodopsins, including optogenetics application and engineering of novel rhodopsins.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The light‐driven sodium ion pump: A new player in rhodopsin research

Kato

Inoue

Kandori³

et al. 2016

BioEssays

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“…Gehring postulated a symbiont theory for eye evolution, which he dubbed the 'Russian Doll' hypothesis (Gehring, 2014). He supported the idea that light sensitivity first arose in cyanobacteria, which were later engulfed by red algae as primary chloroplasts.…”

mentioning

confidence: 99%

Obituary: Walter J. Gehring (1939-2014)

Schier

2014

Development

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“…(Gehring 2014). Para melhor ressaltar essa importância evolutiva, na figura 50 comparamos a sinalização proposta (A) com a sinalização presente em bastonetes da retina de vertebrados (B).…”

Section: Cnga1 --Mklsmknniintqqsfvtmpnvivpdiekeirrmen-----gacssfsedddunclassified

“…É interessante notar que organismos que divergiram a mais de um bilhão de anos, como Blastocladiella e vertebrados (Lutzoni et al 2004) possuam rodopsinas como proteínas sensoras e GMP cíclico como segundo mensageiro para sua resposta à luz. Isto nos leva a supor que a visão em vertebrados possa ter evoluído da fototaxia de organismos unicelulares como alguns autores já hipotetizaram, e que ambas as sinalizações possam ter uma origem comum (Foster 2009;Gehring 2014 A sinalização pelo segundo mensageiro GMP cíclico parece estar ausente na maioria dos fungos incluindo ascomicetos e basiodiomicetos (os fungos mais bem estudados), sendo que nenhuma guanilato ciclase ou fosfodiesterase específica para cGMP foi identificada em genomas publicados de fungos (Johnson and Leroux 2010).…”

Section: Cnga1 --Mklsmknniintqqsfvtmpnvivpdiekeirrmen-----gacssfsedddunclassified

“…O envolvimento de cGMP na fototaxia de um organismo unicelular também não havia sido descrito anteriormente. Além disso, a presença da rodopsina e do cGMP na via de sinalização da fototaxia de B. emersonii reforça a hipótese de que a visão em vertebrados, que também envolve a rodopsina e o segundo mensageiro cGMP, tenha sua origem na fototaxia de um organismo ancestral unicelular o que está de acordo com o trabalho de Gerhing (Gehring, 2014 As sequências completas das guanilil ciclases BeGC2 e BeGC3 também foram obtidas e comparadas com outras enzimas do banco de dados do NCBI, revelando semelhanças e diferenças importantes. Dados acerca da localização subcelular de cada proteína nos permitiram inferir suas possíveis funções celulares.…”

Section: Conclusõesunclassified

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Estudo da sinalização por GMP cíclico em Blastocladiella emersonii

Tamaki¹

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Assinatura: ________________________________________________________Aos meus pais e minha irmã pelos ensinamentos, carinho e compreensão e ao meu marido, parte fundamental da minha vida em todos os sentidos. AGRADECIMENTOS A Deus acima de tudo.A CAPES, CNPq e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pelo apoio financeiro. À Profa. Dra. Suely Lopes Gomes pela orientação, apoio, confiança e principalmente pelo exemplo de dedicação ao trabalho. À Dra. Regina Baldini, pelo apoio e ajuda tanto em sugestões quanto em equipamentos e materiais essenciais para esse trabalho.Ao Departamento de Bioquímica, à USP e a todos os docentes que contribuíram para este trabalho e para minha formação acadêmica com aulas, sugestões, discussões e acesso a equipamentos e reagentes. Agradeço em especial aos professores Dra. Aline Maria da Silva, Dr.Frederico Gueiros, Dra. Déborah Schechtman, Dr. Alexander Henning e Dr. Maurício Baptista que além de me auxiliarem com valiosos conselhos ainda me ajudaram com equipamentos e materiais. Aos amigos que passaram pelo laboratório de Regulação de Expressão Gênica emMicroorganismos: Eliezer, André, César, Patrícia, Ana Paula, Christian, Anne, Raphaela e Rogério pela amizade, pelo apoio e por toda ajuda que proporcionaram.Ao Dr. Ivan Schumacher pela ajuda e sugestões tanto na qualificação como nos experimentos de microscopia por imunofluorescência.Ao Dr. Paulo Zaini pela amizade e ajuda nos experimentos de fototaxia.À futura doutora Talita Glaser pelos momentos divertidos, pela amizade e pela ajuda essencial nos experimentos microfluorimetria.Aos doutores Thomas Richards e Guy Leonard da University of Exeter, Exeter, Reino Unido pela colaboração no sequênciamento do genoma de B. emersonii e pela valorosa contribuição neste trabalho.Às amigas Manzini e Cecilia Ikegami pela amizade bonita construída ao longo deste doutorado.A minha querida Juliana Crestani pela amizade, carinho, conselhos e sugestões.Aos amigos de laboratório do grupo da professora Regina: Ana Laura Boechat, Gianlucca Nicastro, Gilberto Kaihami, Thaís Oliveira e Duílio Oliveira pela amizade, discussões e por toda a ajuda durante esse trabalho.Às técnicas Dóris e Ivanilde pelo auxílio e dedicação no trabalho de base.Ao biotério e à técnica Flávia.À Luci Deise Navarro pela amizade e eficiência no serviço de sequenciamento.À Sandra Mara pela dedicação, eficiência, ajuda e principalmente pela amizade.Às pessoas da secretaria e da SBBq, pela ajuda nas horas necessárias.Aos meus amigos da USP pela amizade, ajuda e por tantos momentos divertidos! Em especial à Angélica Cappellari, Juliana Dias, Alexandre Bisson e Luciane Schons.As minhas amigas de infância baianas: Jéssica, Caiara, Ayala, Adrya e Vanessa.Aos meus amigos de Minas Gerais: Luis Filipe, Fabrício Cordeiro, Luis Fernando, Leonardo, Vitor, Gustavo, Mayra e Fabrício Neves.Aos meus familiares: tios, primos, avós presentes e em espírito, aos meus padrinhos Raphael e Patrícia, mas principalmente aos meus pais Maria Eduarda e Antônio que são meu orgulho, minha ba...

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