PROJETO 1.000 GENOMAS PUBLICA MAIOR LEVANTAMENTO DE VARIAÇÕES DO DNA JÁ REALIZADO. (comentado)

Diferenças no encadeamento dos genes de mais de mil pessoas ao redor do mundo foram estudadas. Resultados podem trazer avanços para a medicina.

Nosso DNA é formado por milhões de combinações de nucleotídeos que se entrelaçam numa hélice em espiral

Quando o assunto é genética, trocar um ‘T’ por um ‘A’ pode significar muita coisa. Nosso genoma é formado por cerca de 3 bilhões de cadeias de nucleotídeos, aquelas trincas construídas por combinações das letras A-T e C-G entrelaçadas na dupla-hélice do DNA. A forma como as milhões de trincas de nucleotídeos se constroem e se encaixam é responsável por definir todas as nossas características, da cor dos cabelos ao tamanho do nariz. Mas e se uma ínfima parte dessa complexa engenharia também estiver relacionada com a predisposição ao desenvolvimento de uma doença rara?

Essa relação é bastante aceita na comunidade científica há alguns anos. Só que a falta de uma ampla base de dados com os inúmeros encaixes e variações de nucleotídeos possíveis sempre representou um desafio, principalmente pelo tempo – e custo – que um estudo costumava demandar no passado. 

São obstáculos que, aos poucos, têm sido superados. Um artigo publicado nesta quarta-feira na revista científica Nature traz um dos maiores levantamentos das variações do genoma já realizado. Assinado por uma centena de autores, o estudo mapeou o DNA de 1.092 pessoas de 14 grupos populacionais ao redor do mundo, comparando a composição do genoma de cada um e identificando dezenas de milhões de diferentes encaixes. No total, foram encontrados 38 milhões casos de polimorfismos de nucleotídeo único [SNP, em inglês, indicado quando apenas uma letra é alterada (exemplo: ATTACG vira ATTACC)], 1,4 milhão de indels (inserção ou deleção de um único nucleotídeo) e 14.000 deleções de mais de uma letra.

O estudo faz parte da segunda etapa do1.000 Genomes Project. Os 1.092 participantes foram separados em quatro grupos ancestrais: europeus, africanos, asiáticos do extremo oriente e americanos. O objetivo dessa divisão era facilitar a caça por variantes ainda não conhecidas, que pudessem ter sido causadas por milhões de anos de evolução. “Antes, um outro estudo com mais de 1.000 pessoas já tinha sido realizado, mas elas eram de uma mesma região. Com gente de vários grupos étnicos, o número de diferenças encontradas é muito maior”, afirma a geneticista Mayana Zatz, do departamento de Genética e Biologia Evolutiva da Universidade de São Paulo (USP) e colunista do site de VEJA.

 Ninguém é igual — As variações foram catalogadas de acordo com a frequência com a qual se manifestavam nos testes: as vistas em mais de 5% das amostras foram consideradas “comuns”; as que apareceram entre 0,5% e 5% das pessoas foram colocadas numa cesta chamada “pouco frequentes” e as só observadas em até 0,5% dos exemplares foram catalogadas como “raras”. A comparação de resultados conseguiu flagrar cerca de 98% das variações genéticas raras que ocorrem em pelo menos 1% da população. “Ficam de fora as variações raríssimas, que acontecem, por exemplo, apenas em uma família. Não daria para identificá-las analisando casos aleatoriamente”, diz a professora Lygia Veiga, também do departamento de Genética e Biologia Evolutiva da USP.

O surpreendente é que parte considerável das variantes raras encontradas tinham funções negativas, alterando ou inibindo o funcionamento de proteínas que estão relacionadas a doenças genéticas. Só que os participantes eram pessoas saudáveis, o que indica que outras mutações podem existir que anulam eventuais enfermidades. “Diversos fatores permitem que as pessoas sobrevivam com tantos erros no genoma”, disse ao site de VEJA Aravinda Chakravarti, da escola de Medicina do hospital Johns Hopkins e um dos autores do artigo. “Às vezes a mutação é encontrada ao lado de um componente que inibe a doença.”

De acordo com ele, estudos futuros que detalhem os reais efeitos que essas mutações raras causam no organismo poderão significar avanços para a medicina. “No nível da genética, vai nos dar uma base de comparação. Se vamos estudar certos quadros clínicos, precisamos comparar a estrutura genética de pessoas enfermas com a de indivíduos portadores dos mesmos genes negativos, mas que por alguma razão não estão com problemas de saúde”, explica.

Diversidade étnica – Mayana Zatz pretende realizar um experimento semelhante na cidade de São Paulo. Ela está em busca de pessoas saudáveis com mais de 80 anos para realizar o mapeamento genético e buscar por variações. “A amostra precisa ser de pessoas mais velhas, e sem quadro clínico, porque isso significa que doenças genéticas associadas a alguma mutação dos genes não se manifestaram”, diz a geneticista.

Mayana pretende montar um banco de dados dessa população para poder comparar as variações genéticas encontradas. “Vamos supor que encontremos uma pessoa que tem um gene que destrói uma proteína, mas que não apresenta quadro clínico. Isso sugere que algum outro gene está compensando a ausência daquela proteína. Se a gente conseguir descobrir o que inibe, abriremos novos caminhos.” Ela aposta numa característica particular da cidade para encontrar um grande número de variantes. “São Paulo agrupa, num mesmo lugar, inúmeros grupos étnicos.”

 

“Vamos entender a história das populações humanas em detalhes nunca antes vistos”

Aravinda Chakravarti

Médico da Escola de Medicina do Hospital Johns Hopkins e um dos autores do artigo

Qual a maior contribuição que o estudo traz?

Este estudo é a evolução natural do nosso entendimento da variação (genética) em humanos e como isto se relaciona aos nossos fenótipos (como o genótipo se relaciona com o ambiente), incluindo doenças. Este projeto não apenas desenvolveu a técnica e os métodos computacionais para a obtenção de um grande número de sequências de genoma humano com começou estudos para interpretar o significado das variações que ocorrem entre as pessoas. O aspecto mais importante (da pesquisa) é quantificar o nosso conhecimento sobre a variação de sequências do genoma humano; isso partindo de indivíduos aleatórios de diversas linhagens, de modo que uma variação específica de uma doença (como hipertensão) possa ser identificada. Dessa forma, esse conhecimento nos está dando o material bruto para que possamos entender a história das populações humanas em detalhes nunca antes visto.

Por que coletar dados de grupos étnicos diferentes?

Estudos genéticos similares nos últimos 30 anos jogaram luz em diversos aspectos da evolução humana e migrações, mas os detalhes da história ainda precisam ser descobertos. Está claro que as variações (no genoma) em qualquer população depende do seu passado e da sua atual demografia. O tamanho da população e a história migratória são dois parâmetros-chave.

Como o material coletados nos bancos de dados poderia contribuir para a medicina, por exemplo?

De muitas formas. Por exemplo: se um indivíduo tem uma mutação em um gene que está relacionada com uma determinada doença, estudar seu código genético pode os dar evidência direta se esta pessoa está protegida ou não daquela doença.

Fonte: Veja

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Resenha do autor

A primeira informação que a reportagem nos trás é que ao contrário do que diz o falso discurso criacionista de pastores e pessoas envolvidas no meio acadêmico, a evolução não esta morta. Ao contrário, está viva, gozando de saúde e claramente útil para explicar não somente a diversidade de espécies existente no mundo, mas também a chave de problemas que a medicina encontra no seu cotidiano. Isso vale até mesmo em outros campos do conhecimento (saiba mais sobre medicina darwiniana em MEDICINA DARWINIANA E PSICOLOGIA EVOLUTIVA. A PRESENÇA COTIDIANA DE DARWIN EM NOSSAS VIDAS)

O que o estudo aponta é como a variabilidade genética pode conferir certas adaptações e como genes benéficos ou com efeito negativos podem afetar populações distintas da mesma espécie.

Qual a origem dessas variações negativas? E das variações que suprimem as características negativas?

Ai se aplica a genética de populações e como ela foi modelada ao longo dos milhares de anos de evolução. Compreender a dinâmica evolucionaria pelo qual as populações passaram é fundamental. Isso compreende gargalos genéticos, efeitos bottleneck, efeito fundador, deriva genética, como populações surgiram a partir da colonização de outros povos. Todas essas características são fundamentais para compreender a diversidade genética das populações humanas atuais e como elas conferem vantagens e desvantagens. Além de oferecer luz de como as características ecológicas modelaram nosso genótipo.

Quando se estuda populações de animais e seu estado de conservação, estuda-se o seu passado e como sua variabilidade genética foi constituída da forma atual. Necessariamente caímos na historia natural das espécies.

Compreender a história natural da espécie humana é complicado já que situações ecológicas deixam registros somente nos fósseis ou na própria constituição genética da população. Muitas espécies passam por variações demográficas onde ocorrem flutuações de genes quando as populações são muito reduzidas. Quando essa população é bastante diminuída ela fica sujeita a flutuações aleatórias e genes podem ou não ser perdidos. Isso porque as variações raras em genes que eventualmente podem salvar a espécie ou que conferem ainda mais variabilidade a populações ficam dependendo de que indivíduos que as portam se reproduzam. E esse encontro é claramente aleatório já que não se determina as preferências sexuais de toda a população, portanto os genes flutuam.

Em uma população grande e saudável existe um equilíbrio entre a perda de indivíduos e a taxa de nascimento. Além disso, seguem a premissa de que eventualmente hajam pequenas variações que foram determinadas na reportagem acima e que afetam cerca de 1% da população. Isso equilibra a perda de genes com o ganho. Outros estudos já demonstraram também como a taxa de mutação varia de acordo com a idade em que os pais (especialmente o sexo masculino) se reproduzem. As taxas de mutação mudam e podem estar ligadas a pequenas variações que ocorrem naturalmente na espécie e que conferem adaptabilidade microevolutiva. Possivelmente a idade em que o pai se reproduz pode produzir efeitos negativos já que quanto mais velho maior a incidência de variações nos seus gametas (veja a reportagem completa em FILHOS DE PAIS MAIS VELHOS NASCEM COM MAIS MUTAÇÕES GENÉTICAS)

Efeito fundador também é fundamental para a constituição genética de populações.  Um exemplo típico e já citado anteriormente é encontrado em comunidades religiosas, originárias da Alemanha, que se estabeleceram nos Estados Unidos. Devido a seus costumes e tradições religiosas, os membros dessas comunidades, chamadas Dunker, mantiveram-se isolados da população norte-americana. A análise da freqüência de alguns genes nos membros da comunidade Dunker mostrou diferenças significativas tanto em relação à população norte-americana quanto em relação à população alemã. As diferenças de freqüência gênica na população Dunker não posem ser atribuídas a fatores seletivos ambientais, pois esses também teriam agido sobre a população norte-americana. A explicação mais plausível é que os Dunker norte-americanos, oriundos da Alemanha, não eram amostra representativa da população alemã, no tocante às freqüências dos genes analisados. Nos Estados Unidos, como eles se mantiveram isolados, suas freqüências gênicas se mantiveram diferenciadas da população norte americana.

Há também variações ambientais que influenciam claramente a constituição genética das populações. Catástrofes ambientais e até mesmo a ciclicidade natural das estações de estiagem e chuva ao longo de gerações determinam variações dentro de uma espécie. A densidade demográfica varia muito em borboletas, por isso conferem excelentes bioindicadores de qualidade ambiental e inventários bastante dinâmicos.

De fato, catástrofes ambientais como; terremotos, enchentes, erupções vulcânicas, incêndios e tempestades causam flutuações nos genes das populações e são tão impactantes quando a flutuação aleatória demográfica.

Todos esses efeitos constituem parte da historia natural, ou seja, da ecologia humana (em uma visão sistêmica e holística) e da auto-ecologia, ou seja, da nossa  própria espécie. Não há mais como negar ou evitar a presença da evolução biológica e dos seus aspectos darwinianos no cotidiano e na biotecnologia.

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Scritto da Rossetti

Palavra chave: NetNature, Rossetti, Genética, População, Evolução, Doenças, Genoma.
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One thought on “PROJETO 1.000 GENOMAS PUBLICA MAIOR LEVANTAMENTO DE VARIAÇÕES DO DNA JÁ REALIZADO. (comentado)

  1. ARIOVALDO BATISTA, a questão na verdade é entender literalmente o mecanismo em torno da evolução de cada individuo na observação ligeira da árvore genealógica , sendo assim, poderíamos descifrar todo o mecanismo de varias mutações que acontece em cada individuo ou até mesmo descobrir com antecedência os códigos de doenças genéticas. Na realidade, genoma humano “não é uma coisa óbvia ” e sim bem complexo em torno da evolução é um assunto sério não é brincadeira de seleção natural como você disse.

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