Um profundo mistério deu às minhocas os genomas mais caóticos já vistos: WebCuriosos
Na época em que os vermes saíam da água salgada e entravam na água doce, eles experimentaram um rearranjo cataclísmico de seu material genético.
Este evento destruiu genes que antes funcionavam, incluindo alguns daqueles envolvidos em processos críticos de divisão celular, deixando minhocas, sanguessugas e seus outros clitelado parentes com os genomas mais embaralhados conhecidos.
“Tudo quebrou e depois foi reorganizado de forma completamente aleatória”, Rosa Fernández, do Instituto de Biologia Evolutiva da Espanha (CSIC-UPF), contado Christie Wilcox em Ciência. “Fiz minha equipe repetir a análise mil vezes.”
Três grupos de investigadores chegaram agora, de forma independente, à mesma conclusão, derrubando uma suposição de longa data de que existe um certo nível de estabilidade genética necessário para que as espécies animais evitem a extinção.
O biólogo evolucionista Carlos Vargas-Chávez, também do CSIC-UPF, e colegas descobriram que a perda genética é cerca de 25% maior na linhagem de vermes que se tornou clitellata, em comparação com seus outros parentes.
Eles suspeitam que os genomas do verme se alteraram em resposta às mudanças para novos habitats, mas ainda não determinaram o que veio primeiro, as aventuras do verme na água doce e na terra ou as aventuras dos seus genes em novas posições nas suas moléculas genéticas (cromossomos).
“Embora o momento deste rearranjo genômico permaneça incerto, argumentamos que é altamente improvável que as características genômicas observadas nos clitelados tenham surgido através de… rearranjos ao longo do tempo”, disseram os pesquisadores. explicar em seu artigo.
Em vez disso, os padrões observados por Vargas-Chávez e a equipe sugerem uma “catástrofe celular única” que essencialmente destruiu o genoma de um verme durante um curto período de tempo. Eles sugerem que mudanças drásticas nas condições ambientais, incluindo a exposição repentina a mais oxigênio ou radiação, podem desencadear isso.
Os autores comparam as surpreendentes mudanças genómicas dos vermes aos processos identificados nas células cancerígenas.
Maioria bilateraispensava-se que animais como nós, que têm uma imagem espelhada do lado esquerdo e direito, tinham seções altamente conservadas de cromossomos. Esta estabilidade é vital para o alinhamento adequado das duas cadeias de ADN que as formam, quando são separadas e depois emparelhadas com uma cadeia de cada progenitor durante a reprodução.
Os genomas, das esponjas aos macacos, têm longas fitas de genes que permanecem juntos em uma ordem específica em espécies distantemente relacionadas. conservado por centenas de milhões de anos.
Estas fitas podem mover-se até certo ponto, mas as suas sequências dentro destas secções permanecem relativamente intactas. Mas não em sanguessugas e minhocas.
“No geral, a antiga arquitetura do genoma bilateriano foi completamente perdida dentro dos clitelados”, disse uma segunda equipe, liderada pelo genomista evolucionista Thomas Lewin, do Centro de Pesquisa de Biodiversidade de Taiwan. encontrado.
A equipe de Lewin está investigando como essas mudanças inesperadamente drásticas nos cromossomos moldaram a evolução animal.
“Casos de conservação da estrutura do genoma são excepcionalmente raros”, Lewin e colegas explique em outro estudoargumentando que, em contraste com pressupostos anteriores, são “mais a exceção do que a regra”.
Mas embora reconfigurações genéticas massivas possam ser mais comuns do que se pensava, elas trazem riscos, conforme previsto. Uma terceira equipe examinou os genomas de 2.291 espécies em todos os principais clados de animais, a descoberta de mudanças cromossômicas drásticas pode estar associada a grandes eventos de extinção.
“Uma questão pendente é como este evento de profunda remodelação do genoma não resultou em extinção”, escrever Vargas-Chávez e colegas.
Eles descobriram que os genomas ancestrais dos vermes marinhos não parecem estar organizados em compartimentos e, portanto, são “muito mais flexíveis” do que em outros animais.
Isto “pode ter resultado em uma alta resiliência à profunda remodelação do genoma que ocorre após a confusão cromossômica”, disse a equipe. conclui. Também sugere que é provável que tais rearranjos genéticos dramáticos estejam em curso nestas espécies.
Esta pesquisa está disponível no servidor de pré-impressão bioRxivjuntamente com dois relacionado papéise outro foi publicado em Biologia Molecular e Evolução.
