Nova York — InkDesign News — Um novo estudo realizado no Laboratório de Evolução Social e Comportamento da Universidade Rockefeller revelou o mecanismo genético que permite às formigas distinguirem odores complexos sem embaralhar os sinais sensoriais em seus cérebros. Publicada recentemente na revista Current Biology, a pesquisa desvendou um processo de regulação gênica inédito, responsável por garantir que cada neurônio olfativo expresse apenas um único receptor dentre centenas de genes, o que mantém a precisão da comunicação química nas sociedades de formigas.
O Contexto da Pesquisa
Comunidades de formigas dependem profundamente dos feromônios para coordenar alimentação, defesa e organização social, baseando-se em uma regra biológica central: cada neurônio expressa apenas um tipo de receptor, assegurando a clareza das mensagens químicas. Em espécies como as moscas-das-frutas, essa seleção é feita por interruptores moleculares, enquanto mamíferos utilizam uma reorganização aleatória da cromatina para expor apenas um gene receptor. Entretanto, permanecia desconhecido se as formigas utilizavam alguma dessas estratégias — ou desenvolveram outra alternativa — especialmente dado o elevado número de receptores olfativos em seus genomas.
Resultados e Metodologia
A equipe liderada por Daniel Kronauer utilizou uma combinação de sequenciamento de RNA e técnicas de hibridização in situ em tecidos das antenas da formiga clonal raider (Ooceraea biroi), permitindo mapear a expressão dos receptores e localizar sua ativação. O estudo identificou que o neurônio antígeno, ao ativar um gene receptor específico, faz com que a RNA polimerase continue além do final típico do gene, gerando transcrições “readthrough” que silenciariam genes vizinhos a jusante. Ao mesmo tempo, a produção de RNAs “antisense” bloqueia a expressão de genes a montante. O resultado é um escudo protetor que silencia todo o entorno genômico do receptor escolhido, impedindo que múltiplos receptores sejam ativados pelo mesmo neurônio.
“Estamos descrevendo uma nova forma de regulação genética.
(‘We’re describing a new form of gene regulation.’)— Daniel Kronauer, Chefe de Laboratório, Universidade Rockefeller
“Quando desmontamos esse mecanismo em suas partes constituintes, percebemos que ele serve para silenciar o ambiente genômico local, conferindo ao neurônio sua identidade singular.”
(‘When we took the mechanism apart and dissected it into its constituent parts, we found that this strategy serves to silence the local genomic environment, giving that cell its singular receptor identity.’)— Parviz Daniel Hejazi Pastor, Bolsista Biomédico, Universidade Rockefeller
Ao confirmar a presença do mesmo mecanismo em outras espécies sociais, como a formiga-indiana-saltadora e a abelha, os cientistas sugerem que a interferência transcricional pode ser padrão entre insetos com amplos repertórios de receptores olfativos — e que, na verdade, as moscas-das-frutas seriam a exceção.
Implicações e Próximos Passos
Compreender como famílias extensas de genes permanecem sob controle em organismos complexos tem implicações que transcendem a biologia dos insetos, oferecendo modelos sobre como o genoma regula grupos de genes aparentados. O mecanismo identificado pode também explicar a rápida expansão da capacidade olfativa em formigas, já que novos genes receptores poderiam ser integrados sem a necessidade de mecanismos regulatórios adicionais.
De acordo com Kronauer, a descoberta evidencia a relevância de se estudar organismos não convencionais, ampliando as perspectivas sobre evolução molecular:
“Especulamos que esse tipo de sistema regulatório contribui para que as formigas consigam evoluir novos receptores olfativos tão rapidamente.”
(‘We speculate that this kind of gene regulatory system contributes to allowing the ants to evolve new olfactory receptors so quickly.’)— Daniel Kronauer, Chefe de Laboratório, Universidade Rockefeller
Agora, pesquisadores pretendem investigar se o mesmo princípio se aplica em grupos de genes de outros sistemas sensoriais e em diferentes linhagens evolutivas, o que pode trazer novos avanços para a genética básica e a biotecnologia.
Fonte: (ScienceDaily – Ciência)
