O GRANDE GENOMA DO TUBARÃO BRANCO ESTÁ SENDO DECODIFICADO.

O grande tubarão branco é uma das criaturas marinhas mais reconhecidas na Terra, gerando fascínio público e atenção da mídia, incluindo a criação de um dos filmes mais bem sucedidos da história de Hollywood. Este tubarão possui características notáveis, incluindo seu enorme tamanho (até 20 pés e 7.000 libras) e mergulha a profundidades de quase 4.000 pés. Os grandes brancos também são uma grande preocupação de conservação, devido aos seus números relativamente baixos nos oceanos do mundo.

Grande tubarão branco. Crédito: Imagem cortesia de Byron Dilkes, Danah Divers

Em um passo científico importante para entender a biologia deste icônico ápice e dos tubarões em geral, todo o genoma do tubarão branco foi decodificado em detalhes.

Uma equipe liderada por cientistas do Centro de Pesquisas Shark da Universidade Nova Southeastern (NSU) e do Instituto de Pesquisa Guy Harvey (GHRI), Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade de Cornell e Monterey Bay Aquarium completou o genoma do tubarão branco e comparou-o aos genomas de uma variedade de outros vertebrados, incluindo o gigante tubarão-baleia e os humanos.

Os resultados são relatados na seção “Latest Articles” da revista Proceedings of National Academy of Sciences.

A decodificação do genoma do tubarão branco revelou não apenas seu enorme tamanho – uma vez e meia o tamanho do genoma humano – mas também uma infinidade de mudanças genéticas que poderiam estar por trás do sucesso evolucionário de corpos grandes e longos.

Os pesquisadores descobriram ocorrências marcantes de mudanças específicas na seqüência do DNA indicando adaptação molecular (também conhecida como seleção positiva) em numerosos genes com papéis importantes na manutenção da estabilidade do genoma – os mecanismos de defesa genéticos que neutralizam o acúmulo de danos ao DNA de uma espécie preservando a integridade do genoma.

Essas mudanças de sequência adaptativa foram encontradas em genes intimamente ligados ao reparo do DNA, à resposta ao dano ao DNA e à tolerância ao dano no DNA, entre outros genes. O fenômeno oposto, a instabilidade do genoma, que resulta de danos acumulados no DNA, é bem conhecida por predispor os seres humanos a numerosos cânceres e doenças relacionadas com a idade.

“Não só houve um número surpreendentemente alto de genes de estabilidade do genoma que continham essas mudanças adaptativas, mas também houve um enriquecimento de vários desses genes, destacando a importância desse ajuste fino genético no tubarão branco”, disse Mahmood Shivji, Ph.D., diretor do Centro de Pesquisa de Tubarões Save Our Seas da NSU e da GHRI. Shivji co-liderou o estudo com Michael Stanhope, Ph.D., da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade de Cornell.

Também foi notável que o genoma do tubarão branco continha um número muito alto de “genes saltadores” ou transposons e, neste caso, um tipo específico, conhecido como LINEs. Na verdade, esta é uma das maiores proporções de LINEs (quase 30%) descobertas em vertebrados até o momento.

“Essas linhas são conhecidas por causar instabilidade genômica, criando rupturas duplas no DNA”, disse Stanhope. “É plausível que esta proliferação de LINEs no genoma do tubarão branco possa representar um forte agente seletivo para a evolução de mecanismos eficientes de reparo do DNA, e se reflete na seleção positiva e no enriquecimento de tantos genes de estabilidade do genoma.”

A equipe de pesquisa internacional, que também incluiu cientistas da Universidade Estadual da Califórnia, da Baía de Monterey, da Universidade Clemson, da Universidade do Porto, e do Centro Teodosius Dobzhansky para Bioinformática do Genoma, também descobriu que muitos dos mesmos genes de estabilidade do genoma os tubarões também estavam sob seleção positiva e enriquecidos no tubarão-baleia de corpo grande e vida longa.

A descoberta de que o tubarão-baleia também teve essas adaptações de estabilidade do genoma foi significativa porque, teoricamente, o risco de desenvolver câncer deve aumentar com o número de células (corpos grandes) e com a vida útil do organismo – há suporte estatístico para uma relação positiva entre o tamanho do corpo e risco de câncer dentro de uma espécie. Curiosamente, isso não tende a se sustentar entre as espécies.

Ao contrário das expectativas, os animais de grande porte não apresentam câncer com mais frequência que os humanos, sugerindo que eles desenvolveram habilidades superiores de proteção contra o câncer. As inovações genéticas descobertas nos genes de estabilidade do genoma do tubarão branco e baleia podem ser adaptações que facilitam a evolução de seus grandes corpos e longa expectativa de vida.

“Decodificar o genoma do tubarão branco está fornecendo à ciência um novo conjunto de chaves para desvendar mistérios sobre esses predadores temidos e incompreendidos – por que os tubarões prosperaram por cerca de 500 milhões de anos, mais do que quase qualquer vertebrado”, disse o Dr. Salvador Jorgensen, um cientista sênior de pesquisa no Monterey Bay Aquarium, co-autor do estudo. Mas as inovações não terminaram aí.

Os genomas de tubarões revelaram outras adaptações evolutivas intrigantes em genes ligados às vias de cicatrização de feridas. Os tubarões são conhecidos por sua cicatrização impressionantemente rápida.

“Nós encontramos a seleção positiva e enriquecimento de conteúdo gênico envolvendo vários genes ligados a algumas das vias mais fundamentais na cicatrização de feridas, incluindo um gene chave de coagulação do sangue”, disse Stanhope. “Essas adaptações envolvendo genes de cicatrização de feridas podem ser a base da habilidade alardeada dos tubarões em se curar eficientemente até mesmo de grandes feridas”.

Os pesquisadores dizem que acabaram de explorar a “ponta do iceberg” em relação ao genoma do tubarão branco.

“A instabilidade do genoma é uma questão muito importante em muitas doenças humanas graves; agora descobrimos que a natureza desenvolveu estratégias engenhosas para manter a estabilidade dos genomas nesses grandes tubarões de vida longa”, disse Shivji. “Ainda há toneladas a serem aprendidas com essas maravilhas evolucionárias, incluindo informações que serão potencialmente úteis para combater o câncer e doenças relacionadas à idade e melhorar os tratamentos de cura de feridas em humanos, à medida que descobrimos como esses animais fazem isso”.

Decodificar o genoma do tubarão branco também ajudará na conservação deste e de outros tubarões, muitos dos quais têm populações em rápido declínio devido à sobrepesca”, disse Steven O’Brien, geneticista em conservação da NSU, que co-concebeu este estudo.” Os dados do genoma serão um grande trunfo para a compreensão da dinâmica populacional dos tubarões brancos para melhor conservar esta incrível espécie que conquistou a imaginação de muitos”.

Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Save Our Seas da NSU, Fundação Guy Harvey Ocean, Fundação Hai Stiftung/Shark, Monterey Bay Aquarium e apoio em espécie da Illumina, Inc. e Dovetail Genomics.

Fonte: Science Daily

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