Estudo revela controle gênico à distância há 650 milhões de anos
Barcelona, Espanha — InkDesign News — Uma pesquisa recente revela que a regulação distal, a capacidade de controlar genes a partir de regiões distantes do DNA, surgiu entre 650 e 700 milhões de anos atrás, cerca de 150 milhões de anos antes do que se acreditava.
Contexto da descoberta
A regulação distal permite que regiões do DNA distantes do ponto inicial de um gene ativem sua função por meio do dobramento físico do DNA em laços sofisticados, formando conexões no espaço tridimensional. Essa camada extra de controle é considerada crucial para os primeiros animais multicelulares, possibilitando a especialização celular e a formação de tecidos sem a necessidade de novos genes.
A inovação teria surgido em um ancestral comum dos animais atuais, um organismo marinho ancestral que desenvolveu a capacidade de manipular seu DNA para criar esses laços. Isso ajudou esse organismo a repensar seu conjunto genético como uma ferramenta multifuncional, permitindo a exploração de novas estratégias de sobrevivência.
“Este organismo poderia reaproveitar seu kit genético de formas diferentes, como uma faca suíça, permitindo-lhe refinar e explorar estratégias inovadoras de sobrevivência.”
(“This creature could repurpose its genetic toolkit in different ways like a Swiss knife, enabling it to refine and explore innovative survival strategies.”)— Dra. Iana Kim, Pesquisadora, Centre for Genomic Regulation
Métodos e resultados
O estudo foi conduzido por pesquisadores do Centre for Genomic Regulation e do Centre Nacional d’Anàlisis Genòmica, que analisaram os genomas de onze espécies antigas, incluindo águas-vivas, plácidos, esponjas e o inusitado verme comb jelly Mnemiopsis leidyi. Foram usados métodos avançados de mapeamento 3D do DNA, como a técnica Micro-C, para compreender como o DNA se dobra dentro das células desses organismos.
O genoma da água-viva Mnemiopsis leidyi apresentou mais de quatro mil laços de DNA, um número surpreendente considerando que seu genoma tem cerca de 200 milhões de pares de bases, enquanto o genoma humano, 15 vezes maior, apresenta dezenas de milhares de laços.
Até então, acreditava-se que a regulação distal teria surgido com o último ancestral comum dos bilaterianos, cerca de 500 milhões de anos atrás. Porém, esse estudo mostra que o mecanismo já existia em animais que divergiram muito antes, entre 650 e 700 milhões de anos atrás.
“Ainda que a posição dos comb jellies na árvore da vida seja debatida, o estudo demonstra que a regulação distal surgiu pelo menos 150 milhões de anos antes do que se pensava.”
(“Whether comb jellies are older than sponges in the tree of life is a longstanding debate in evolutionary biology circles, but the study demonstrates that distal regulation arose at least 150 million years earlier than previously thought.”)— Autores da pesquisa, Nature
Implicações e próximos passos
Essa descoberta representa um avanço significativo no entendimento da evolução do controle genômico, apontando que mecanismos complexos de regulação genética já existiam em fases muito iniciais da evolução animal. A capacidade de formar laços tridimensionais no DNA pode ter sido fundamental para a diversificação dos tipos celulares e estruturas complexas mesmo antes do surgimento de grandes grupos animais.
Futuros estudos poderão explorar como esses mecanismos influenciaram a evolução de diferentes linhagens animais e investigar a extensão dessa regulação em organismos unicelulares próximos aos animais. O uso de tecnologias como o Micro-C continua a abrir novas fronteiras para estudar a arquitetura genômica em diversas espécies.
Fonte: (sci.news– Ciência & Descobertas)
