2014-07-30

Subject: Detectadas falhas no método de construção de árvores filogenéticas usando RNA

 

Detectadas falhas no método de construção de árvores filogenéticas usando RNA

 

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@ Nature/Luke Mahler/University of California, Davis

As minúsculas moléculas que pareciam fornecer uma poderosa forma de construir a árvore filogenética da vida podem não ser assim tão úteis afinal: uma equipa de cientistas expôs falhas numa método até agora tão celebrado, que usa microRNA para deduzir as relações evolutivas entre os animais.

Para além de lançar dúvidas sobre resultados publicados nos últimos anos (por exemplo, que as tartarugas era mais aparentadas com os lagartos que com as aves e os crocodilos), as últimas descobertas são um balde de água fria sobre o que parecia uma óptima abordagem à resolução de alguns dos grandes mistérios da biologia evolutiva.

Como o seu nome sugere, o microRNA é mais curto do que as moléculas mais longas de RNA que são traduzidas em proteínas nas células. Pelo contrário, o microRNA regula a expressão de genes, uma tarefa essencial que significa que os genes que codificam os microRNA se deveriam manter basicamente inalterados de geração em geração.

Esta presunção de conservação e estabilidade aparentemente tornava o microRNA uma assinatura ideal das relações evolutivas. Observações subsequentes revelaram que alguns animais claramente relacionados partilham microRNA específicos e que estas moléculas não existem em animais que não são tão aparentados. Isto levou o paleobiólogo Kevin Peterson, da Faculdade Dartmouth em Hanover, New Hampshire, a tornar-se pioneiro na criação e utilização de um método de construção de árvores filogenéticas de acordo com a presença ou ausência de microRNA específicos.

Ao longos dos últimos anos o método tem vindo a ganhar tracção e estudos que dependeram dele atraíram repetidamente a atenção das publicações científicas. Um desses estudos, realizado por Peterson e seus colegas, colocava as tartarugas no mesmo ramo evolutivo que os lagartos e não no das aves, crocodilos e aligátores, como análises anteriores tinham feito.

A sugestão surpreendeu os investigadores, incluindo Bob Thomson, um jovem biólogo evolutivo da Universidade do Havai, Manoa, que também estava a analisar a evolução das tartarugas. As suas próprias árvores filogenéticas, construídas comparando sequências genéticas, davam um resultado diferente. "Na altura, fiquei com a impressão que o microRNA eram as balas de prata que iriam resolver os problemas sexy, logo achei que havia algo errado com os meus dados", recorda ele.

Thomson e os seus colegas refizeram a mesma análise que a equipa de Peterson tinha usado e obtiveram a mesma árvore filogenética mas notaram uma coisa estranha. As relações entre os animais sugeriam que um número relativamente grande de microRNA tinha sido perdido ao longo do tempo. Para Thomson, este resultado parecia violar uma das principais justificações para a utilização de microRNA para a construção de árvores filogenéticas: que estas moléculas se conservavam ao longo das gerações.

A sua equipa voltou a analisar quatro outros estudos com microRNA sobre árvores filogenéticas que incluíam platelmintes, vertebrados, anelídeos e alguns parasitas invulgares e, da mesma forma, notaram muito mais perdas de microRNA do que seria de esperar. "A forma como os microRNA estavam a ser analisados não reflectia a forma como tinham evoluído", diz Thomson, cuja equipa relata a sua mais recente análise na última edição da revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Thomson também aplicou um método alternativo de análise de árvores filogenéticas, que acomodava as nuances na evolução dos microRNA, em vez de usar o método que assume a conservação dos microRNA ao longo das gerações. Três das cinco árvores filogenéticas resultantes, incluindo a dos répteis, estão mais de acordo com as obtidas por outros métodos.

Não é claro se os grupos de Peterson não se aperceberam das perdas de microRNA ao longo do tempo evolutivo ou se apenas não as relataram, diz Thomson.

A equipa de Thomson também descobriu outros problemas com os estudos anteriores, que tinham que ver com os dados não processados dos investigadores. Muitos dos microRNA que se tinham presumido ausentes estavam, de facto, presentes nos animais mas não foram detectados pelos investigadores originais. Por exemplo, no caso do estudo sobre as tartarugas, a equipa de Peterson tinha procurado microRNA em RNA extraído das células e não analisando o genoma das tartarugas, que não estava disponível aquando do estudo. A discrepância provavelmente resulta de alguns pedaços de RNA apenas se expressarem em momentos particulares da vida do animal, enquanto os genes no genoma são sempre os mesmos.

Peterson aind anão comentou esta análise mas Erik Sperling, paleobiólogo na Universidade de Yale, New Haven, Connecticut, e co-autor de algumas das análises com microRNA de Peterson, concorda com a conclusão de Thomson de que o microRNA, por si só, não pode revelar as relações entre as espécies. "O microRNA não é a panaceia que originalmente pensávamos que fosse."

Sperling mantém a ideia de que o microRNA geralmente se conserva e considera que serão informativos se forem encontrados métodos melhores para os encontrar, como a busca no genoma. Mais, devem ser analisados conjuntamente com vários genes, diz ele. Peterson publicou recentemente uma nova árvore filogenética das tartarugas baseado no microRNA, entre outro tipo de dados. O estudo refuta o anterior e controverso arranjo que colocava as tartarugas no mesmo ramo que os lagartos: "Existem dores de crescimento no campo e este artigo veio apontá-las", diz Sperling.

Para Ken Halanych, biólogo evolutivo na Universidade Auburn no Alabama, o actual artigo fornece uma análise crítica de um método que ele já questionava há muito. Porque recebeu o microRNA tanta atenção? "Porque estamos sempre esperançosos", diz ele. Uma ferramenta simples para descodificar a evolução dos animais durante centenas de milhões de anos seria certamente fabulosa mas cada vez mais parece improvável que ela exista.

 

 

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