2014-07-06

Subject: Fungos recolheram genes bacterianos uma e outra vez

 

Fungos recolheram genes bacterianos uma e outra vez

 

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@ Nature/AMI IMAGES/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Um único gene bacteriano foi doado aos fungos pelo menos 15 ocasiões. A descoberta mostra que um atalho evolutivo que antes se pensava restrito às bactérias é surpreendentemente comum em formas de vida eucarióticas e mais complexas.

As bactérias trocam frequentemente genes com as suas vizinhas, ganhando capacidades e características que lhes permitem adaptar-se rapidamente a novos ambientes. Organismos mais complexos, pelo contrário, geralmente têm que se contentar com o lento processo da duplicação genética e da mutação.

Há alguns exemplos de troca de genes entre eucariontes e mesmo entre bactérias e eucariontes mas esse tipo de evento, conhecido por transferência genética horizontal, eram considerados raros.

Mas Daniel Muller, ecologista microbiano na Universidade de Lyons em França, lançaram dúvidas sobre essa assunção após estudar bactérias do solo que vivem em redor das raízes das plantas. Ele descobriu que o gene bacteriano acdS, usado para promover o crescimento das raízes das plantas, também estava presente em vários tipos de fungos. O seu trabalho foi agora publicado na revista Proceedings of the Royal Society B.

Muller analisou o genoma de 149 eucariontes e descobriu genes semelhantes ao acdS em 65 deles, 61 em fungos e 4 oomicetes parasitas, incluindo o Phytophthora infestans, o fungo responsável pela fome irlandesa ao atacar as batateiras. Depois de analisar as árvores filogenéticas dos organismos, os investigadores determinaram que a explicação mais provável era que três tipos de bactérias tinham doado o gene aos fungos e aos oomicetes, num total de 15 eventos de transferência horizontal de genes.

“O que pensámos que apenas acontecia raramente, na realidade acontece a uma escala muito maior", diz Muller, “com doadores múltiplos e receptores múltiplos.”

Muller também mostrou que o gene bacteriano parece ter retido a sua função original de promover a comunicação entre o organismo e a sua planta hospedeira, ajudando-o a colonizar melhor as raízes.

Os eucariontes podem, portanto, ser capazes de subitamente ganhar características que os ajudem a adaptar-se a novos ambientes muito mais frequentemente do que os biólogos pensavam: “As bactérias são tão abundantes e diversas que podem ser um reservatório de novos genes e funções em eucariontes”, diz Muller.

Charles Davis, biólogo evolutivo na Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, diz que o trabalho mostra que a “promiscuidade” na transferência de genes entre bactérias e eucariontes é inesperadamente alta. Mas enfrenta o mesmo problema que muitos outros estudos: a análise das árvores genéticas não é suficientemente detalhada para clarificar onde e quando as transferências ocorreram. “Não podem excluir a possibilidade de o número de transferências ter sido sobrestimado."

A outra grande questão, diz ele, é como é que isso aconteceu? "Qual é o contexto ecológico?"

Muller concorda que o mecanismo de transferência de genes permanece um mistério. A sua equipa não encontrou qualquer evidência de elementos transposões, segmentos de DNA que podem saltar de uma parte do genoma para outra e estão tipicamente associados com o surgimento de novo material genético. Também não descobriram outros genes bacterianos perto do gene acdS nos fungos, apesar da transferências génicas normalmente envolverem mais de um gene. Mas seja lá como for que funciona, o facto é que os fungos e as bactérias vivem juntos no solo perto das plantas, o que forneceria muitas oportunidades para a deslocação de genes.

Davis concorda que a proximidade física é crucial para a transferência horizontal de genes: “É por isso que a estudo em sistemas parasíticos, torna a relação entre dador e receptor mais óbvia.”

 

 

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