Endoderm is one of the germ layers-aggregates of cells that organize early during embryonic life and from which all organs and tissues develop. Todos os animais, com excepção das esponjas, formam duas ou três camadas germinativas através de um processo conhecido por gastrulação. Durante a gastrulação, uma bola de células se transforma em um embrião de duas camadas feito de uma camada interna de endodermia e uma camada externa de ectodermia. Em organismos mais complexos, como vertebrados, estas duas camadas germinativas primárias interagem para dar origem a uma terceira camada germinal, chamada mesoderme. Independentemente da presença de duas ou três camadas, endoderma é sempre a camada mais interior. Endodermia forma o epitélio – um tipo de tecido no qual as células estão estreitamente ligadas para formar folhas—que alinha o intestino primitivo. A partir deste revestimento epitelial do intestino primitivo, desenvolvem-se órgãos como o trato digestivo, fígado, pâncreas e pulmões.

ao longo dos estágios iniciais da gastrulação, um grupo de células chamado mesendoderma expressa conjuntos de genes específicos de endoderme e mesoderme. As células do mesendoderma têm a capacidade de se diferenciar em mesoderme ou endoderme, dependendo de sua posição entre as células circundantes. Os cientistas descobriram que mesendoderme é comum entre invertebrados, incluindo o nematode Caenorhabditis elegans, e o ouriço-do-mar roxo, Strongylocentrotus purpuratus. Dentro dos vertebrados, mesendoderm foi encontrado no peixe-zebra, Danio rerio, e tem sido indicado em ratinhos, Mus musculus.

Endoderm, juntamente com as outras duas camadas germinativas, foi descoberto em 1817 por Christian Pander, um estudante de doutorado na Universidade de Würzburg, em Würzburg, Alemanha. Em sua dissertação, Beiträge zur Entwickelungsgeschichte des Hühnchens im Eie (contribuições para a história de desenvolvimento da galinha no ovo), Pander descreveu como duas camadas dão origem a um terço no embrião de galo (Gallus gallus). A descrição de Pander da formação destas camadas é o primeiro relato da gastrulação no pintinho, e fundamentou futuros estudos das camadas germinais. Martin Rathke da Universidade de Königsberg, em Königsberg, Prússia (mais tarde Polônia), logo encontrou evidências em um lagostim em desenvolvimento, Astacus astacus, das duas camadas que Pander havia descrito. A descoberta de Rathke marcou a primeira descoberta de endoderme e ectoderme em um invertebrado, mas essa informação não foi investigada por mais duas décadas.as camadas germinativas chamaram a atenção de muitos cientistas no século XIX. Karl Ernst von Baer, da Universidade de Königsberg, estendeu o conceito de camadas germinativas para incluir todos os vertebrados em seu texto de 1828 Über die Entwickelungsgeschichte der Thiere. Beobachtung und Reflexion (On the Developmental History of the Animals.Observações e reflexões). Vinte anos mais tarde, o historiador Natural Thomas Henry Huxley, na Inglaterra, aplicou o conceito de Pander de camadas germinativas às alforrecas. Em seu artigo de 1849 “On the Anatomy and Affinities of the Family of the Medusae”, Huxley observou que as duas camadas de células que ele viu nas medusas adultas relacionadas entre si da mesma forma que as camadas germes em embriões de pintos descritos por Pander. A associação que Huxley fez entre o plano corporal da Medusa adulta e o embrião vertebrado conectou o estudo do crescimento e desenvolvimento, chamado ontogenia, ao estudo das relações entre organismos, chamado filogenia. O apoio de Huxley para uma relação entre ontogenia e filogenia, mais tarde conhecida como a teoria da recapitulação, se tornaria fundamental para as obras de cientistas do final do século XIX, como Charles Darwin, Na Inglaterra, e Ernst Haeckel na Universidade de Jena, em Jena, Alemanha. Estes e outros cientistas começaram a procurar embriões por evidências de evolução.

pelos pesquisadores da década de 1860 compararam as camadas germinativas em todo o reino animal. Começando em 1864 o embriologista Aleksandr Kovalevsky, que estudou embriologia na Universidade de São Petersburgo, em St. Petersburg, Rússia, estudou invertebrados. Sua pesquisa mostrou que os embriões de invertebrados tinham as mesmas camadas primárias de germes, endoderme e ectoderme, como os embriões de vertebrados, e que as camadas surgiram da mesma forma em todo o reino animal. As descobertas de Kovalevsky convenceram muitos sobre a universalidade das camadas germinais—um resultado que alguns cientistas fizeram um princípio da teoria da camada germinal. A teoria da camada germinal sustentou que cada uma das camadas germinativas, independentemente da espécie, deu origem a um conjunto fixo de órgãos. Estes órgãos foram considerados homólogos em todo o reino animal, efetivamente unindo a ontogenia com a filogenia. Cientistas como Haeckel na Alemanha e Edwin Ray Lankester no University College, Londres, Inglaterra convenceram muitos a aceitar a teoria da camada germinal até o final do século XIX.enquanto a teoria da camada germinal obteve amplo apoio, nem todos a aceitaram. Começando no final do século XIX, embriólogos como Edmund Beecher Wilson, nos Estados Unidos, e Wilhelm His e Rudolf Albert von Kölliker, ambos na Alemanha, se opuseram à universalidade absoluta das camadas germinativas que a teoria exigia. Estes oponentes da teoria da camada germinal pertenciam principalmente a uma nova tradição de embriologista—aqueles que usaram manipulações físicas de embriões para o desenvolvimento da pesquisa. Na década de 1920, experimentos de cientistas como Hans Spemann e Hilde Mangold, na Alemanha, e Sven Hörstadius, na Suécia, levaram os cientistas a desmantelar a teoria da camada germinal.os cientistas do início do século XX procuraram explicar melhor as camadas germinativas, investigando como os embriões se transformaram de uma célula para milhares de células. Entre esses embriologistas, Edwin Grant Conklin da Universidade da Pensilvânia, na Filadélfia, Pensilvânia, foi um dos primeiros a rastrear linhagens celulares do estágio de células únicas. Em seu texto de 1905, a organização e linhagem celular do ovo Ascidiano, Conklin mapeou as divisões e subsequente especialização das células no embrião de um ascidiano, ou esguicho do mar, um tipo de Invertebrado marinho que desenvolve uma dura camada exterior e se agarra ao fundo do mar. Pela criação de um enredo, ou o destino o mapa da rota de desenvolvimento de cada uma das células, Conklin localizadas as células precursoras, traçou a formação de cada uma das camadas germinativas, e mostrou que mesmo em estágios iniciais de desenvolvimento, a capacidade de algumas células para diferenciar torna-se restrito.Conklin’s fate mapping experiments, along with questions about the capacity of cells to diferenciate, influenced scientists like Robert Briggs, at Indiana University in Bloomington, Indiana, and his collaborator, Thomas King, at the Institute for Cancer Research in Philadelphia, Pennsylvania. Na década de 1950 Briggs e King começaram uma série de experimentos para testar a capacidade de desenvolvimento de células e embriões. Em 1957 Briggs e King transplantaram núcleos do presumível endoderme da rà leopardo do Norte, Rana pipiens, para ovos dos quais removeram os núcleos. Esta técnica, que Briggs e King ajudaram a criar, chamada transplantação nuclear, permitiu-lhes explorar o momento da diferenciação celular, e a técnica tornou-se uma base para futuras experiências em Clonagem. A partir de suas experiências de transplante nuclear, Briggs e King descobriram que durante a diferenciação endodérmica, a capacidade do núcleo para ajudar as células especializadas torna-se progressivamente restrita. Esse resultado foi apoiado em 1960 pelo trabalho de John Gurdon, na Universidade de Oxford, em Oxford, Inglaterra. Gurdon recriou os experimentos de Briggs e King usando o sapo de garras africanas, Xenopus laevis, e Gurdon descobriu que existem diferenças significativas entre as espécies na taxa e tempo de início destas restrições endodérmicas.enquanto Briggs, King e Gurdon trabalharam para entender a restrição de destinos endodérmicos de células, outros cientistas, como Pieter Nieuwkoop, na Royal Netherlands Academy of Arts and Science, em Utrecht, Holanda, investigaram a formação das camadas germinais. In 1969 Nieuwkoop published an article, ” The Formation of the Mesoderm in Urodelean Amphibians. I. Indução pelo endoderma, ” em que ele examinou as interações do endoderma e ectoderme. Nieuwkoop dividiu embriões da salamandra, Ambystoma mexicanum, em regiões de endodermia presumível e ectodermia presumível. Quando deixado para se desenvolver em isolamento, mesoderme não se formou. Mas quando ele recombinou os dois tecidos, o endoderme induziu a formação de mesoderme em regiões adjacentes do ectoderme.

Embora os cientistas tinham traçado o destino do endoderm, investigou a capacidade de endodermal células a se diferenciar, e examinou o potencial de indução de disse células, eles não investigar molecular caminhos que especificar e padrão a endoderm até a década de 1990. A partir desses estudos surgiu a teoria de que a materna de sinais, ou os efeitos no desenvolvimento que a mãe contribui para o ovo antes da fertilização, agir através de três principais famílias de genes codificadores de proteínas para ajudar a regular o início da diferenciação de endoderm. Estes sinais são proteínas β-catenina, VegT e Otx. As vias moleculares envolvidas em fases posteriores da diferenciação endoderma e padronização são diferentes entre as espécies, especialmente os fatores de transcrição, ou proteínas que ajudam a regular a expressão genética. Os fatores GATA em particular são expressos em mesendoderme e são necessários para que o endoderme diferencie. Embora existam alguns elementos genéticos conservados em todo o reino animal, como a β-catenina, algumas porções da via de indução de endodermia, especialmente sinais como as proteínas Nodal e Wnt, são vertebrados específicos. Em 2002 Eric Davidson e seus colegas no California Institute of Technology em Pasadena, Califórnia, anunciaram a rede completa de genes que regulam a especificação de endoderme e mesoderme em ouriços-do-mar em seu artigo, “a Genomic Regulatory Network for Development. Davidson confirmou que a rede de genes em um artigo de co-autoria publicado em 2012.