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E Deus disse: façam-se os enhancers! Mas não todos de uma vez só…

by em setembro 2, 2011

A idéia central da biologia evolutiva e do desenvolvimento é que sequências regulatórias são substrato para inovações morfo-fisiológicas. Vários estudos demonstram este fenômeno, incluindo pesquisas tratadno da evolução da pigmentação em mamíferos e da evolução esquelética em peixes. Em vários casos, os genes cuja expressão é modificada pela sequência regulatória estudada é  importante durante o desenvolvimento embrionário.

Enquanto que estes e outros estudos nos ajudam a entender como mudanças regulatórias levaram à evolução de novas formas animais, estes representam amostras singulares no universo de diferentes relações entre fenótipos e de sequências regulatórias ainda a serem descobertas. Outra questão pendente diz respeito aos genes que foram alvo de mudança regulatória: genes ligados ao desenvolvimento foram mesmo os principais alvos de mudança regulatória ao longo da evolução animal ou esta extrapolação baseada em poucos exemplos não repesenta de forma acurada a história da evolução animal?

Para responder estas e outras perguntas, o grupo liderado pelo Dr. David Haussler fez uma análise da evolução do genoma animal como um todo, alinhando as sequências completas dos genomas de três vertebrados (homem, camundongo e galinha) com a de dois peixes (medaka e o stickleback). O objetivo era identificar sequências conservadas não codificadoras (que não são genes ou microRNAs) e estimar sua data de surgimento. Presumindo que estas sequências seriam, na sua maioria, sequências regulatórias, o grupo do Dr. Haussler seria capaz de identificar quando surgiram estes reguladores gênicos (enhancers). Além disso, os pesquisadores também tomaram nota dos genes localizados na vizinhança destes enhancers e presumiram que estes genes seriam os mais prováveis alvos da ação regulatória do enhancer. O estudo foi pubicado na revista Science no mês passado.

Ao organizar estas informações, o grupo descobriu que durante a evolução animal, houveram dois períodos onde novos enhancers surgiram na vizinhança de diferentes tipos de genes. O período que engloba o início da evolução dos vertebrados até a divisão entre répteis, aves e mamíferos Depois disso ocorre um declínio gradual no surgimento destes enhancers (veja o gráfico Development)

Surpreendentemente, durante o “reinado” dos mamíferos, os novos enhancers que surgem estão envolvidos com o controles de um grupo especial de genes: proteínas responsáveis por modificação pós-tradução. A função destas proteínas é essencialmente modificar outras proteínas através, por exemplo, da adição de um grupo fosfato, alterando a modo de ação da proteína-alvo (veja o gráfico Post-translational protein modification)

Estes resultados provêem uma imagem mais clara sobre o surgimento de novos enhancers, além de gerar várias hipóteses a serem testadas. Por exemplo, o estudo relaciona o surgimento de uma classe de enhancers (controle de genes de ligados a mudanças pós-tradução) com o período da evolução animal (por exemplo, a radiação dos mamíferos). Porém este estudo não trata do papel de enhancers já existentes durante a evolução, por exemplo, de mamiferos. Portanto, sabemos agora que certas classes de genes tiveram novos enhancers adicionados ao seu repertório ao longo da evolução animal, mas que classe cumpriu papel mais importante na evolução animal?

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2 Comentários
  1. Leonardo Cotts permalink

    Gostei muito da notícia e sempre acompanho o blog, estão de parabéns. Mas, gostaria se me permite de apontar um equívoco provavelmente ocorrido por rapidez na digitação. Onde se lê “alinhando as sequências completas dos genomas de três mamíferos (homem, camundongo e galinha)”

    Acredito que queria dizer, “genoma de três vertebrados”, visto que galinha não se enquadraria como mamífero.
    Espero que não se ofenda com o comentário, apenas uma observação mesmo.
    Abraço.

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