A tecnologia de sequenciamento de DNA está ajudando os cientistas a encontrar respostas para perguntas que atormentam as pessoas há séculos. Ao mapear genomas de animais, entendemos melhor como a girafa obteve seu pescoço comprido e por que as cobras são tão compridas. O sequenciamento do genoma nos permite comparar e contrastar o DNA de diferentes animais e descobrir como eles evoluíram e se tornaram o que se tornaram.
Mas às vezes enfrentamos um mistério. Os genomas de alguns animais não parecem incluir certos genes que aparecem em outras espécies semelhantes e devem estar presentes para manter os animais vivos. Esses genes aparentemente ausentes foram chamados de "DNA escuro". Sua existência pode mudar nossa compreensão da evolução.
Pela primeira vez, cientistas liderados por Adam Hargreaves, da Universidade de Oxford, encontraram esse fenômeno durante o sequenciamento do genoma do rato da areia (Psammomys obesus), uma espécie de gerbil que vive em desertos. Em particular, eles queriam estudar os genes do gerbil associados à produção de insulina para entender por que esse animal é especialmente suscetível ao diabetes tipo II.
Quando eles procuraram o gene Pdx1, que controla a secreção de insulina, eles descobriram que a insulina estava faltando, junto com 87 outros genes ao seu redor. Alguns desses genes ausentes, incluindo Pdx1, são vitais e o animal não pode sobreviver sem eles. Onde eles estão?
A primeira pista foi que em vários tecidos do corpo do rato da areia, os cientistas encontraram produtos químicos que podem aparecer de acordo com "instruções" de genes "ausentes". Isso só seria possível se os genes estivessem presentes em algum lugar do genoma. E isso indicaria que eles não estavam faltando, mas simplesmente desapareceram.
As sequências de DNA desses genes são muito ricas em guanina e citosina, duas das quatro moléculas "básicas" que compõem o DNA. Sabemos que as sequências ricas em citosina e guanina apresentam problemas para alguns métodos de sequenciamento de DNA. E torna-se mais provável que os genes que procurávamos existissem, mas eram difíceis de encontrar. Por esse motivo, chamamos essa sequência oculta de "DNA escuro" como uma referência à matéria escura, que constitui 25% do universo, mas que não podemos encontrar.
Estudando o genoma do rato da areia, descobrimos que em uma parte dele, em particular, havia muito mais mutações do que nos genes de outros roedores. Todos os genes nesse viveiro de mutações tinham DNA rico em citosina e guanina e sofreram mutações de tal forma que eram difíceis de detectar usando métodos convencionais. Uma supermutação frequentemente impede o funcionamento do gene, mas de alguma forma os genes do rato da areia continuam a desempenhar seus papéis, apesar da mudança radical na sequência do DNA. Esta é uma tarefa muito difícil para os genes. É como cantar "Katyusha" usando apenas vogais.
Esse tipo de DNA escuro já havia sido encontrado em pássaros. Os cientistas descobriram que 274 genes estão "ausentes" nos genomas aviários atualmente sequenciados. Entre eles está o gene da leptina (hormônio que regula o balanço energético), que os cientistas não conseguiam encontrar há muitos anos. Mais uma vez, esses genes têm um conteúdo extremamente alto de citosina e guanina e seus produtos são encontrados nos tecidos do corpo das aves, mesmo que os próprios genes não estejam, por assim dizer, nas sequências genômicas.
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Um raio de luz no DNA escuro
Na maioria dos livros didáticos, há uma definição da qual se segue que a evolução ocorre em dois estágios: a mutação é seguida pela seleção natural. A mutação do DNA é um processo comum e contínuo que acontece completamente por acidente. A seleção natural determina quais mutações devem passar e quais não, geralmente dependendo do resultado que elas apresentaram no processo de reprodução. Em suma, uma mutação cria uma variação no DNA de um organismo, e a seleção natural decide se deve ficar ou abandoná-la, e é assim que a evolução acontece.
Mas bolsões de altas mutações no genoma significam que genes em certos locais têm uma chance maior de sofrer mutação do que outros. Isso significa que tais focos podem ser um mecanismo subestimado que também pode determinar o curso da evolução. Isso significa que a seleção natural pode não ser a única força motriz. Até agora, o DNA escuro parece ter estado presente em dois tipos diferentes e comuns de animais. Mas ainda não está claro o quão difundido é. Os genomas de todos os animais poderiam conter DNA escuro e, se não, o que torna os gerbos e os pássaros tão únicos? O quebra-cabeça mais viciante será descobrir qual impacto o DNA escuro teve na evolução animal. No exemplo do rato da areia, o foco da mutação pode ter levado à adaptação do animal às condições do deserto. Mas, por outro lado, a mutação pode seraconteceu tão rapidamente que a seleção natural não poderia agir rápido o suficiente para eliminar qualquer coisa prejudicial no DNA. Nesse caso, mutações prejudiciais podem interferir na sobrevivência do rato da areia fora de seu atual ambiente desértico. A descoberta de um fenômeno tão estranho definitivamente levanta questões sobre como o genoma evolui e o que podemos estar perdendo em projetos de sequenciamento de genoma existentes. Talvez devêssemos nos virar e dar uma olhada mais de perto.e o que podemos ter perdido em projetos de sequenciamento de genoma existentes. Talvez devêssemos nos virar e dar uma olhada mais de perto.e o que podemos ter perdido em projetos de sequenciamento de genoma existentes. Talvez devêssemos nos virar e dar uma olhada mais de perto.
Ilya Khel
