2015-05-02

Subject: Genomas de mamute fornecem receita para criar elefantes árcticos

Genomas de mamute fornecem receita para criar elefantes árcticos

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@ NatureAo contrário dos seus primos elefantes, os mamutes peludos eram animais do frio, com longa pelagem, espessa camada de gordura e orelhas pequenas que mantinham a perda de calor em valores mínimos.

Pela primeira vez, os cientistas catalogaram de forma abrangente as mutações genéticas que deram origem a essas diferenças.

A investigação revela como os mamutes peludos Mammuthus primigenius evoluíram a partir de um ancestral que partilham com os elefantes africanos Elephas maximus e pode mesmo servir como receita para modificar elefantes de forma a que sejam capazes de sobreviver na Sibéria.

“Estes são genes que precisaríamos de alterar no genoma de um elefante para criar um animal que seria essencialmente um elefante mas capaz de sobreviver no frio", diz Beth Shapiro, geneticista evolutiva na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que não esteve envolvida na investigação. Pode soar fantástico mas esse esforço está a dar os primeiros passos num laboratório de investigação em Boston, Massachusetts.

O primeiro genoma de mamute peludo foi publicado 2008 mas continha demasiados erros para que se pudesse distinguir com rigor o genoma do mamute e do elefante. Outros estudos identificaram genes de mamute para inspecção mais detalhada, identificando mutações que teriam fornecido aos animais pelagem fina e hemoglobina que funcionasse no frio.

Neste última estudo Vincent Lynch, geneticista evolutivo na Universidade de Chicago, Illinois, descreve como sequenciaram os genomas de três elefantes asiáticos e de dois mamutes peludos (um morto há 20 mil anos e outro há 60 mil anos) com elevada qualidade. Descobriu cerca de 1,4 milhões de bases de DNA que diferem entre os mamutes e os elefantes, que alteraram a sequência de mais de 1600 genes codificantes.

Procurando na literatura informação sobre a função dessas proteínas noutros organismos, ele encontrou dezenas de genes implicados no desenvolvimento da pele e da pelagem, armazenagem de gordura e metabolismo, sensação de temperatura e outros aspectos biológicos potencialmente relevantes para a vida no Árctico.

Por exemplo, vários dos genes com alterações únicas dos mamutes estão envolvidos na regulação do relógio circadiano, uma potencial adaptação à vida num mundo com Invernos escuros e 24 horas de luz do dia no Verão. Outros animais árcticos, como as renas, têm mutações semelhantes.

Os genomas de mamute também continham cópias extra de um gene que controla a produção de células de gordura e variações em genes associados à sinalização da insulina, que, por sua vez, estão associados à diabetes e à prevenção da diabetes. 

A equipa fez renascer a versão mamute de um dos detectores de calor, que codifica a proteína TRPV3 que se expressa na pele e também regula o crescimento do pêlo. Inseriram a sequência do gene no genoma de células humanas em laboratório e expuseram-nas a diferentes temperaturas, revelando que a TRPV3 de mamute reage menos ao calor que a versão elefante. O resultado está de acordo com uma descoberta anterior em ratos com uma versão desactivada da TRPV3, pois os animais tinham maior probabilidade nas zonas frias da sua gaiola quando comparados com roedores normais, para além de terem pelagem mais ondulada.

O próximo passo, diz Lynch, é inserir o mesmo gene em células de elefante quimicamente programadas para se comportarem como células embrionárias. Essas células pluripotentes induzidas (iPS) podiam então ser examinadas para expressão de proteínas de mamute em diferentes tecidos.

Trabalho semelhante está a ser desenvolvido no laboratório de George Church, geneticista na Faculdade de Medicina de Harvard em Boston. Usando a tecnologia CRISP/Cas9, a sua equipa alega ter modificado células de elefante que contêm a versão mamute de 14 genes potencialmente envolvidos na tolerância à temperatura, ainda que a equipa ainda não tenha testado como as células foram afectadas.

O trabalho, diz Church, é o preâmbulo à edição do genoma inteiro do mamute peludo e, talvez, até ressuscitar o mamute peludo ou, pelo menos, dar ao elefante asiático suficientes genes de mamute que lhe permitam sobreviver no Árctico. Uma reserva com 16 Km quadrados no norte da Sibéria, conhecida como Parque Pleistoceno, até já foi proposta como potencial lar dessa população de elefantes tolerantes ao frio.

Se alguém quereria fazer algo como isso é outra questão, diz Lynch, e Shapiro concorda. No seu livro How to Clone a Mammoth (Princeton University Press, 2015), ela delineia as inúmeras barreiras à criação de elefantes lanudos geneticamente modificados, desde a ética de aplicar tecnologias reprodutivas a  uma espécie ameaçada ao facto de o campo da biologia reprodutiva de elefantes estar ainda imatura.

“Provavelmente devia ter chamado ao livro Como poderíamos abordar a clonagem de um mamute (Caso se torne tecnicamente possível e, se assim fosse, se seria uma boa ideia, o que provavelmente não era )”, diz Shapiro. “Mas esse seria um título muito menos apelativo.”

 

 

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