Genoma das preguiças revela segredo genético do metabolismo mais lento entre mamíferos

Observar uma preguiça numa selva fechada é, por si só, um exercício de paciência: ela se desloca tão devagar que parece quase parada. E é justamente essa lentidão - somada ao hábito de ficar bem no alto das árvores - que, ao mesmo tempo que a torna tão querida, também sempre dificultou estudá-la.

Agora, cientistas encontraram um novo caminho para buscar respostas: o próprio genoma da preguiça. Ao investigar esse “manual” biológico, eles identificaram pistas que ajudam a explicar o metabolismo mais lento já registrado entre os mamíferos.

As preguiças revelam um segredo genético

Uma equipa liderada pelo Instituto Wellcome Sanger, pelo Instituto Leibniz de Pesquisa em Zoologia e Vida Selvagem (IZW), em Berlim, e pelo Hospital Sírio-Libanês, em São Paulo, sequenciou pela primeira vez o genoma de uma preguiça-de-dois-dedos.

Ao analisar os dados, o grupo apontou para uma classe específica de genes que pode estar no centro da biologia incomum desse animal.

“Evolution has already run billions of experiments. By studying unusual animals like sloths, we sometimes uncover biological solutions that humans never evolved,” disse a Dra. Marcela Uliano-Silva, coautora líder no Instituto Wellcome Sanger.

Dois genomas de alta qualidade

Os investigadores montaram genomas em nível de cromossomo para dois animais: a preguiça-de-dois-dedos e o tamanduá-mirim do sul.

Ambos fazem parte de Xenarthra, um grupo antigo de mamíferos placentários que surgiu pela primeira vez na América do Sul.

Não se tratava de rascunhos genéticos, e sim de montagens detalhadas e de alta qualidade. Esse grau de precisão foi decisivo, porque permitiu à equipa ler regiões do genoma que sequências mais antigas - mais incompletas e fragmentadas - simplesmente não conseguiam capturar.

Cópias de genes que continuam se multiplicando

Os genomas incluem trechos de ADN capazes de se copiar e mudar de posição, frequentemente chamados de genes saltadores.

O mesmo “equipamento” molecular por trás desses genes saltadores também pode capturar um gene funcional, gerar uma cópia e inserir essa cópia em outro ponto do genoma.

Essas cópias inseridas são conhecidas como retrocópias. A maioria começa como um tipo de “ruído” genético; ainda assim, algumas acabam preservadas, ativadas e, com o tempo, passam a desempenhar funções reais.

Quando a equipa contabilizou retrocópias em diversas espécies, a preguiça chamou atenção imediatamente. A preguiça-de-dois-dedos apresentava 15,898 retrocópias - o maior número já relatado até agora para qualquer mamífero, ou mesmo para qualquer animal.

Outras preguiças, além do tamanduá e de um tatu, também ficaram entre os primeiros colocados nesse ranking. Para comparação, a maioria dos mamíferos costuma ter algo entre 2,000 e 8,000.

As preguiças mantêm as suas cópias “jovens”

Aqui, a quantidade não era o único ponto relevante. No tamanduá e no tatu, a maior parte dessas cópias era antiga e já desgastada pelo tempo - restos de “explosões” de atividade que ocorreram há muito.

Nas preguiças, o cenário foi diferente. Um grande conjunto compartilhado remonta ao ancestral comum de todas as preguiças, há cerca de 30 milhões de anos, e muitas cópias ainda parecem recentes, sugerindo atividade atual ou muito recente.

Muitas cópias apontam para o metabolismo

O padrão mais chamativo veio dos genes de origem dessas cópias.

Nas três espécies de preguiça analisadas, as retrocópias derivavam com frequência de genes relacionados às mitocôndrias - as pequenas estruturas dentro das células responsáveis por produzir energia.

Uliano-Silva observou que esses genes específicos de preguiça se conectam a mitocôndrias e vias metabólicas, e podem estar associados à evolução do metabolismo extremamente lento do animal.

Somente na preguiça-de-dois-dedos, 38 dessas cópias mostraram sinais fortes de terem sido mantidas por um motivo funcional.

Um possível “plano B” para as mitocôndrias

As preguiças têm o menor metabolismo entre todos os mamíferos, muitas vezes com menos da metade do que seria esperado para o seu tamanho corporal.

A taxa metabólica basal fica 69 a 79 por cento abaixo da previsão, e elas deixam a temperatura corporal variar de acordo com o ar ao redor.

É aqui que entra a hipótese de uma “rede de segurança” genética. A equipa propõe que algumas dessas cópias preservadas possam atuar como amortecedores, ajudando células mais frágeis e economizadoras de energia a manter a química essencial em funcionamento.

“Sloths have the slowest metabolism of any mammal, yet they remain healthy. Understanding how they achieve this may reveal new insights into how cells manage energy efficiently,” disse a Dra. Camila Mazzoni, coautora líder e chefe de genômica evolutiva e de conservação no IZW.

“Our findings suggest that sloths might have evolved genetic ‘backup systems’ that help compensate for their ‘relaxed mitochondria’ and support their unique lifestyle.”

Por que isso importa para humanos

A relação entre energia e saúde é profunda - e vai muito além das preguiças. Alterações nas mitocôndrias estão por trás de uma longa lista de condições humanas, o que ajuda a explicar por que um animal tão lento e, ainda assim, saudável merece ser estudado de perto.

“Many human conditions – including diabetes, aging-related disorders, neurodegeneration, and muscle wasting – involve problems with energy production and mitochondrial function,” disse o Dr. Pedro Galante, coautor líder no Hospital Sírio-Libanês.

“While further research is needed, sloth cell lines may offer a natural model for understanding how organisms cope with low-energy states, and what goes wrong in disease.

“In the long term, this could inform research into tissue preservation, critical care medicine, aging, metabolic disease, and even long-duration space travel.”

Os próximos passos

Por enquanto, a ideia da rede de segurança permanece como uma hipótese - e ainda precisa ser testada com rigor em laboratório.

Os investigadores pretendem estudar esses genes em linhagens celulares de preguiça, acompanhando como se comportam e o que, de facto, fazem dentro de uma célula viva.

Há também um ganho mais amplo nesse trabalho: ao “voltar no tempo” por meio do genoma, a equipa mostrou como o mesmo ADN inquieto que pode causar danos em pessoas talvez tenha contribuído para moldar um modo de vida famoso pela tranquilidade.