Situações estressantes como impulso para a evolução

Escherichia coli (Créditos: ehagroup)

Uma equipe de astrobiologia financiada pela NASA é a pioneira em mostrar que o impulsionador evolutivo de espécies vão muito além das mudanças genéticas que, para quem estuda o processo pela primeira vez, pode até parecer com um processo feito às cegas e sem tantos propósitos. Eles estudaram os transposões e conseguiram mostrar que há vários fatores de estresse que impulsionaram e impulsionam processos evolutivos.

O transposão é uma determinada sequência de DNA capaz de trocar de lugar em um genoma. Essa “dança das cadeiras” provoca mutações de várias formas chegando, inclusive, a causar doenças diversas e novas informações genéticas que irão permitir algum tipo de evolução.

O que a equipe financiada pela NASA conseguiu determinar é que esses ‘genes de salto’ agem conforme estresses que acontecem no ambiente em que o organismo está inserido. Fatores estressantes como o baixo ou nenhum fornecimento de alimento podem fazer com que os transposões tenham mais atividade em um genoma.

“Esta é uma nova janela sobre como o ambiente pode afetar as taxas de evolução”, diz Nigel Goldenfeld , diretor do Instituto de Astrobiologia da NASA para a Biologia Universal da Universidade de Illinois. “Nós podemos medir as taxas de evolução pela primeira vez e podemos ver a evolução atuando ao nível molecular”.

A pesquisa foi feita juntamente com Thomas Kuhlman, da Universidade de Illinois. Ele concentrou seus esforços em processos biológicos na Escherichia coli, uma bactéria muito comum no trato digestivo humano.

“A atividade desses elementos de transposição não é uniformemente aleatória, não é apenas uma pilha de células”, diz.

A medida que iriam colocando fatores de estresse no ambiente em que as E. coli estavam inseridas, o movimento do salto dos genes era visto. A bactéria expressa uma proteína toda a vez que um transposão ‘salta’ de um local a outro no genoma, fazendo ali uma mutação genética.

“As células se acendem apenas quando um transposão salta. Então, podemos ver com que frequência eles pulam, quando e como pulam”, explica Goldenfeld.
Cada salto é um flash (Créditos: Nigel Goldenfeld e Thomas Kuhlman)

A principal pergunta do grupo era sobre as razões que levam os genes saltadores a entrarem em ação. Através de uma simulação, eles descartaram os pulos aleatórios feitos, aparentemente, sem razão alguma. Comparando os resultados da simulação com o que estavam observando em laboratório, eles conseguiram entender que os transposões não saltam aleatoriamente e sim quando há fatores estressantes no meio em que o organismo está inserindo.

“Nosso trabalho mostra que o ambiente afeta a taxa em que os transposões se tornam ativos e, posteriormente, saltam no genoma e os modificam”, diz Goldenfeld.

A importância do trabalho está ligado à compressão da evolução dos seres vivos e à compreensão de todas as situações de estresse que acarretam em mutações rápidas em células. Um exemplo de aplicação é nas células cancerígenas, que pode ajudar a explicar a razão de uma célula começar a crescer anormalmente. Eles também pretendem expandir o trabalho utilizando outros organismos como leveduras e futuramente conseguirem até mesmo usar células de mamíferos e seres humanos para mais descobertas.


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