Notícia

Genes misteriosos sobrevivem à evolução de organismos marinhos

Fonte

Universidade Carnegie Mellon

Data

segunda-feira, 29 agosto 2022 06:00

Áreas

Bioinformática. Biologia. Ciência de Dados. Computação. Evolução. Genética. Genoma. Genômica. Microbiologia.

Quando as criaturas evoluem, seus modelos genéticos mudam. Mas dentro do material genético, fragmentos dos ancestrais mais antigos de uma espécie ainda podem estar presentes.

Em uma publicação recente da revista científica Genomics, a Dra. Saoirse Foley, pesquisadora da Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, e seus colegas encontraram 14 genes que podem fornecer informações sobre as origens da vida marinha:”Encontramos um conjunto de genes cujas funções são desconhecidas e não possuem domínios de proteínas conhecidos. Eles estão espalhados por um conjunto de organismos marinhos e são muito antigos. Isso foi realmente surpreendente”, destacou a pesquisadora.

A Dra. Saoirse Foley, primeira autora do artigo, é bioinformata sênior da Echinobase, uma plataforma web que fornece acesso a dados genômicos, de expressão e funcionais de pesquisas relacionadas a estrelas do mar, pepinos-do-mar, ouriços-do-mar e outros tipos de equinodermos.

“Evolutivamente, os equinodermos são antigos e são uma boa representação dos primeiros animais emergentes. Eles fornecem uma visão descomplicada de como um grupo de animais pode surgir”, disse a Dra. Saoirse Foley.

A pesquisadora faz parte do laboratório da Dra. Veronica Hinman, professora de Ciências da Vida, chefe do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade Carnegie Mellon e estudiosa de equinodermos. Estrelas do mar e humanos, juntamente com outros vertebrados, compartilham várias semelhanças em seu desenvolvimento inicial, organização do genoma e conteúdo genético.

“Saoirse começou o projeto pensando que poderia detectar genes específicos de equinodermos que podem nos ajudar a entender os atributos desses animais, por isso foi muito surpreendente encontrar genes tão antigos e conservados e depois ver que eles não tinham funções conhecidas”, disse a Dra. Veronica Hinman. “Isso abrirá um novo projeto empolgante para tentar entender seus papéis.”

Os pesquisadores usaram abordagens filogenômicas para procurar genes ortólogos (genes de diferentes espécies que são derivados de um gene ancestral comum) que não tinham uma função conhecida em equinodermos. Os pesquisadores então usaram esse conjunto de dados para identificar genes que compartilham uma relação ancestral com outros animais marinhos, como esponjas, anêmonas e ascídias. Animais não marinhos, como humanos, moscas ou camundongos, não tinham nenhum desses genes.

Três espécies de equinodermos foram encontradas para ter todos os 14 genes: um lírio do mar (Anneissia japonica), a estrela-do-mar-coroa-de-espinhos (Acanthaster planci) e ouriços roxos (Strongylocentrotus purpuratus).

Uma equipe de Barcelona – Dra. Anna Vlasova, Dra. Marina Marcet-Houben e Dr. Toni Gabaldón, do Centro de Supercomputação de Barcelona e do Instituto de Pesquisa em Biomedicina do Instituto de Ciência e Tecnologia de Barcelona – criou uma árvore genealógica usando cada gene em ouriços roxos para mostrar como ele se refere a genes em outras espécies.

“Ao reconstruir a história evolutiva de cada gene nestes genomas, pode-se não apenas encontrar padrões evolutivos globais, mas também identificar exceções notáveis, como fizemos aqui”, disse o Dr. Toni Gabaldón. “Os genes identificados são antigos e conservados entre os animais marinhos e serão fundamentais para entender como novas linhagens surgem sem a necessidade de adquirir novos kits de ferramentas de genes”.

A Dra. Saoirse Foley disse que, embora as funções desses genes não sejam conhecidas atualmente, elas podem ser bastante importantes, pois todos vieram de um ancestral comum. O próximo passo seria estudar alguns dos 14 genes em laboratório para tentar descobrir suas funções. A Dra. Foley disse que isso poderia envolver o foco em ouriços roxos ou outra espécie com alguns dos genes, como a estrela de morcego comumente estudada (Patiria miniata).

“O fato de os genes serem tão antigos e encontrados apenas em organismos marinhos sugere que eles estão, pelo menos, desempenhando uma função específica. Se eles não fossem [importantes], eles seriam eliminados”, concluiu a pesquisadora.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Carnegie Mellon (em inglês).

Fonte: Heidi Opdyke, Universidade Carnegie Mellon. Imagem: estrela-do-mar-coroa-de-espinhos (Acanthaster planci). Fonte: Kris Mikael Krister via Wikimedia Commons.

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