Baratas costumam ser vistas como os seres que continuam vivos apesar de quase tudo - em parte por causa do seu DNA, capaz de codificar uma série de truques de sobrevivência, desde neutralizar toxinas até regenerar membros.
Agora, um estudo liderado por investigadores da Universidade de Sydney voltou a analisar o genoma das baratas e encontrou algo inesperado: esses insetos parecem ter “emprestado” enormes quantidades de DNA de uma espécie completamente diferente.
Genoma das baratas e o DNA da bactéria Blattabacterium cuenoti
A espécie em questão é a bactéria Blattabacterium cuenoti, já conhecida por viver no interior das baratas e ajudar na reciclagem de nitrogénio - mas não se sabia que ela estivesse a transferir dezenas de milhares de fragmentos de DNA para o hospedeiro.
Essa passagem de genes entre espécies é chamada, tecnicamente, de transferência horizontal de genes (HGT) e é frequentemente observada em bactérias e microrganismos.
Embora também existam indícios desse fenómeno em animais e plantas complexos (eucariotos), acreditava-se que isso fosse muito menos comum.
“Identificámos numerosos inserções quiméricas compostas por até nove segmentos curtos de diferentes localizações no genoma de B. cuenoti”, escrevem os investigadores no artigo publicado.
“As nossas descobertas indicam HGT disseminada em genomas de eucariotos, com implicações potencialmente de grande alcance para adaptação e especiação.”
Como a transferência horizontal de genes (HGT) foi detectada
A equipa analisou os genomas completos de 18 espécies de baratas e cupins. Cupins e baratas são parentes próximos e partilham ancestrais, mas, quando se separaram no “ramo” evolutivo, a maioria dos cupins perdeu B. cuenoti.
Ao contrário de grande parte dos trabalhos anteriores, a análise também procurou fragmentos menores e não codificadores de DNA - trechos que não produzem proteínas - e que tinham sido ignorados por varreduras anteriores, mais focadas em sequências maiores e mais “óbvias”.
Foi aí que apareceu a dimensão do fenómeno: no total, a busca encontrou 40,485 pedaços de DNA de B. cuenoti, variando entre 93 e 4,900 conforme o inseto. Até aqui, o maior número de transferências horizontais de genes registado num eucarioto tinha sido inferior a 300.
Além disso, parte desses fragmentos parece remontar ao início da linhagem das baratas.
“Algumas inserções parecem ter persistido por ≥28.7 milhões de anos neste grupo, o que pode refletir papéis funcionais”, escrevem os investigadores.
O que a HGT significa - e o que ainda é incerto
Normalmente, genes passam de uma geração para a seguinte. Já a versão horizontal ocorre quando células de espécies diferentes ficam em contacto muito próximo - neste caso, com células de baratas a absorverem pedaços soltos de B. cuenoti.
Para o eucarioto que incorpora esse material, isso pode resultar, ao longo do tempo, num genoma mais versátil e robusto, capaz de ganhar capacidades moleculares que não teria de outra forma.
Ainda assim, os autores fazem questão de sublinhar que, por enquanto, não se sabe o que esses trechos transferidos fazem nas baratas - se é que fazem algo. É possível até que alguns sejam ligeiramente prejudiciais, mas não o suficiente para que a pressão evolutiva os elimine.
“A persistência de numerosas inserções ao longo de milhões de anos indica que elas podem ter assumido papéis funcionais tanto em genes como em regiões intergénicas, ser efetivamente neutras, ou ser apenas ligeiramente deletérias”, escrevem os investigadores.
Implicações e próximos passos da investigação
À medida que as técnicas de análise e a compreensão científica avançam, começa a surgir uma série de exemplos de HGT fora do “território” habitual de bactérias e microrganismos.
O que este estudo reforça é que ainda há muito a descobrir. Como muitos animais mantêm relações simbióticas com bactérias, esse tipo de transferência pode estar a acontecer numa escala bem maior do que se imaginava.
Para além de ampliar as análises para outras espécies, os investigadores também pretendem aprofundar a exploração do genoma das baratas - para descobrir se algum desses 40,485 fragmentos de DNA emprestado está, de facto, a desempenhar alguma função útil.
“Os nossos resultados revelam extensa transferência horizontal de DNA de simbiontes procariontes para eucariotos”, escrevem os investigadores.
“Futuras pesquisas sobre baratas e outras espécies que abrigam procariontes endossimbióticos obrigatórios ajudarão a revelar quaisquer efeitos funcionais das inserções, oferecendo uma compreensão mais abrangente de como a HGT molda a evolução do genoma.”
A investigação foi publicada na PNAS.
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