Onde você consegue seus genes?
A resposta óbvia é de seus pais, cujo óvulo e espermatozóide se fundiram para criar a combinação única de material genético que faz você, você. Mas uma pesquisa nova e surpreendente lança uma chave nessa história bem conhecida: acontece que grandes quantidades de material genético encontrado em humanos realmente saltaram de outras espécies em algum momento no passado, e esse processo pode ser um grande fator de evolução em animais dos ornitorrincos. para os humanos.
De acordo com os pesquisadores, a ideia de que uma quantidade significativa de DNA é transferida horizontalmente, em vez de verticalmente, poderia mudar nossa compreensão de como humanos e outros animais surgiram. "Isso mostra que esse DNA estranho que poderia ter vindo de qualquer lugar poderia acabar em nós e começar a mudar as coisas", diz Atma Ivancevic, pesquisador de pós-doutorado em bioinformática da Universidade de Adelaide, na Austrália, e principal autor de um estudo. recentemente publicado em Genome Biology .
Vamos começar no início. Em primeiro lugar, os genes saltadores não são realmente genes. Eles são elementos genéticos transponíveis, o material genético não codificante que fica entre os genes. Os seres humanos estão cheios de coisas - mais da metade do nosso genoma é composto de elementos transponíveis -, mas muito do que realmente faz ainda é um mistério. “Seu único papel parece ser se replicar o máximo que puder”, diz Ivancevic.
David Adelson, supervisor de Ivancevic na Universidade de Adelaide e co-autor do artigo, publicou anteriormente pesquisas descobrindo que elementos transponíveis chamados Bovine-B (BovB) estavam pulando entre animais tão diversos quanto rinocerontes, lagartos e ornitorrincos. Para ver o que estava acontecendo, a equipe procurou por BovBs e outro elemento transponível chamado L1 nos genomas de 759 espécies de animais, plantas e fungos cujos genomas totalmente mapeados já estavam disponíveis on-line.
"Queríamos lançar mais alguma luz e ver se poderíamos entender por que eles estavam se movendo no genoma e até onde eles poderiam se espalhar", diz Ivancevic. "Tentamos procurar por combinações semelhantes de elementos entre espécies muito distantes."
Como eles sabiam que os elementos do BovB podiam transferir entre as espécies, eles rastreavam esse tipo de material genético primeiro. Eles descobriram alguns estranhos companheiros: alguns BovBs haviam se transferido pelo menos duas vezes entre rãs e morcegos, e Ivancevic diz que os BovBs originários de serpentes compõem pelo menos 25% do genoma de vacas e ovelhas.
Eles também rastrearam os elementos L1, que representam cerca de 17% do genoma humano e são provavelmente muito mais antigos que os elementos BovB, de acordo com Ivancevic. Eles descobriram pela primeira vez que L1s também podiam ser transferidos horizontalmente: eles estavam presentes em muitas espécies de animais e plantas, e todos os mamíferos que eles examinavam eram diferentes de ornitorrinco e equidna (os únicos dois mamíferos que poem ovos, ou monotremados, vivos em o planeta).
Isso levou a equipe a concluir que os elementos transponíveis provavelmente nunca estavam presentes nos monotremados - em vez disso, eles devem ter saltado para um ancestral comum do resto dos mamíferos entre 160 e 191 milhões de anos atrás.
Ivancevic ainda tem um mecanismo em mente. Criticamente, os BovBs também foram encontrados em pragas, como percevejos e sanguessugas, enquanto L1s foram encontrados em parasitas aquáticos, como vermes marinhos e ostras. Isso levou Ivancevic e seus colegas a acreditarem que elementos transponíveis podem entrar no DNA de diversas criaturas usando esses parasitas, ou outras criaturas sugadoras de sangue, como carrapatos ou mosquitos, como seus veículos.
Os morcegos também podem desempenhar um papel. Elementos transponíveis são inativos em muitas espécies de morcegos frugívoros, o que pode ser devido ao fato de que sua dieta de insetos os tornou particularmente suscetíveis à transferência genética horizontal. Em outras palavras, os morcegos parecem ter desenvolvido uma capacidade aumentada de suprimir esses tipos de elementos dentro de seus próprios corpos - enquanto, ao mesmo tempo, atuam como hospedeiros capazes de transferi-los para outras espécies.
Não que todos esses elementos transponíveis sejam inerentemente ruins. Ivancevic observa que, embora os L1s possam estar relacionados ao câncer ou a distúrbios neurológicos, como a esquizofrenia, outros elementos transponíveis também podem estar envolvidos na formação da placenta ou no sistema imunológico. "Temos provas de que eles estão fazendo coisas boas e ruins, quase acidentalmente", diz ela, acrescentando que muitos dos L1s em humanos também são inativos. "É quase como se o genoma tentasse usá-los ou silenciá-los em seu próprio efeito".
Chiara Boschetti, professora de ciências biológicas na Universidade de Plymouth, no Reino Unido, que estuda a transferência horizontal de genes, diz que esse tipo de estudo mostra que o que os cientistas costumavam considerar como elementos "lixo" poderia desempenhar papéis importantes na função ou regulação de genes. Em alguns casos, pode até influenciar como o DNA é dividido ou replicado e como os cromossomos funcionam.
"Eu acho que tem o potencial de mudar o genoma do receptor", diz Boschetti, que não estava envolvido no trabalho de Ivancevic. "É muito provável que existam efeitos". Ela acrescenta que a nova pesquisa abre novas questões, como a rapidez com que esses elementos transponíveis se transferem e como eles são ativos nos genomas.
Os cientistas há muito sabem que o material genético pode ser transmitido entre as bactérias horizontalmente; É assim que eles desenvolvem resistência aos antibióticos tão rapidamente. Mas a descoberta de que organismos mais complexos também fazem isso está se tornando mais importante, e levando a mais pesquisas sobre o conceito de herança genética, diz ela. "De certa forma é legal", diz ela, acrescentando um elemento dinâmico aleatório a tudo.
