Um experimento descrito como um dos mais surpreendentes da biologia evolutiva dos últimos anos mostrou que algumas das ferramentas genéticas fundamentais para a formação de organismos complexos são muito mais antigas do que se imaginava. Em vez de terem surgido junto com os primeiros animais, elas já existiam em seres unicelulares que habitavam a Terra há quase 1 bilhão de anos.
Publicado na revista Nature Communications, o estudo revelou que genes desses antigos microrganismos ainda são capazes de desempenhar funções essenciais em células de mamíferos modernos. Mais do que isso: eles conseguiram substituir genes equivalentes em camundongos e participar do desenvolvimento de um animal vivo, demonstrando uma continuidade evolutiva impressionante.
Um experimento que voltou quase 1 bilhão de anos no tempo
A pesquisa foi conduzida por uma equipe internacional interessada em entender quando surgiram os mecanismos que permitem às células assumir diferentes funções dentro de um organismo.
Os cientistas concentraram sua atenção nos coanoflagelados, organismos unicelulares considerados os parentes vivos mais próximos dos animais. Embora não possuam tecidos, órgãos ou células-tronco, eles carregam versões muito antigas de famílias de genes chamadas Sox e POU.
Até pouco tempo atrás, acreditava-se que esses genes tivessem surgido apenas após o aparecimento dos primeiros animais multicelulares. O novo estudo mostra que sua origem é muito mais antiga.
Genes ancestrais funcionaram em células de camundongo
Para testar essa hipótese, os pesquisadores removeram das células de camundongos um gene conhecido como Sox2, indispensável para reprogramar células adultas em células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs).
No lugar dele, inseriram a versão ancestral encontrada nos coanoflagelados.
O resultado surpreendeu a equipe.
Mesmo separados por cerca de 1 bilhão de anos de evolução, os genes antigos conseguiram desempenhar praticamente a mesma função do gene moderno, reprogramando as células para um estado pluripotente. Isso significa que elas recuperaram a capacidade de se transformar em praticamente qualquer tipo de tecido do organismo.
A descoberta indica que os mecanismos moleculares responsáveis pela plasticidade celular já existiam muito antes da evolução dos animais complexos.
As células participaram do desenvolvimento de um animal vivo
Os pesquisadores deram um passo além.
Depois de reprogramar as células, elas foram inseridas em embriões de camundongos em desenvolvimento.
O procedimento resultou na formação de uma quimera — organismo composto por células de diferentes origens genéticas.
Os camundongos nasceram normalmente e apresentaram características visíveis provenientes das células modificadas, como regiões de pelagem escura e olhos negros, demonstrando que os genes ancestrais permaneceram ativos durante o desenvolvimento embrionário.
Segundo os autores, esse foi um dos resultados mais importantes do estudo, pois mostra que ferramentas genéticas extremamente antigas continuam compatíveis com organismos modernos.
A evolução pode ter reaproveitado ferramentas muito antigas
Para Alex de Mendoza, um dos principais autores da pesquisa, o experimento revela uma impressionante continuidade evolutiva.
Segundo o pesquisador, os coanoflagelados não possuem células-tronco nem tecidos diferenciados, mas carregam genes que provavelmente eram utilizados para controlar funções celulares básicas.
Quando surgiram os primeiros animais multicelulares, esses mecanismos já existentes teriam sido reaproveitados e adaptados para controlar processos muito mais complexos, como a diferenciação celular e a formação de órgãos.
Essa hipótese modifica a visão tradicional sobre a evolução da complexidade biológica, sugerindo que muitos dos “instrumentos” genéticos necessários para construir organismos sofisticados já estavam disponíveis muito antes do aparecimento dos próprios animais.
O impacto pode chegar à medicina regenerativa
Além de aprofundar o conhecimento sobre a história da vida na Terra, a pesquisa também pode trazer benefícios para a medicina.
Compreender como esses mecanismos genéticos permaneceram funcionais durante centenas de milhões de anos pode ajudar pesquisadores a desenvolver métodos mais eficientes para produzir células-tronco e regenerar tecidos humanos.
Segundo Ralf Jauch, coautor do estudo, investigar as origens dessas ferramentas genéticas oferece uma base mais sólida para aperfeiçoar tecnologias ligadas à pluripotência celular e à bioengenharia.
Embora ainda sejam necessários muitos estudos antes que essas descobertas cheguem aos hospitais, o trabalho demonstra que algumas das instruções fundamentais da vida atravessaram quase 1 bilhão de anos praticamente intactas — um lembrete de que a evolução, muitas vezes, não cria mecanismos completamente novos, mas reutiliza soluções extremamente antigas para construir formas de vida cada vez mais complexas.
[ Fonte: National Geographic ]
