Um novo caminho para a evolução das espécies
Cientistas tentam determinar se mutações ocorrem de forma lenta ou rápida
Novas descobertas podem ter impacto na fabricação de medicamentos
Uma nova exploração sobre como a evolução funciona no nível genômico pode levar a um importante impacto no desenvolvimento de remédios e outras áreas da medicina. O estudo, publicado na semana passada na revista Nature, oferece novas evidências em um longo debate sobre como organismos evoluem. Um caminho bem conhecido de mudança é a mutação muito favorável em um único gene. Mas isso pode ser bem conhecido porque é fácil de estudar. Outro caminho é a exploração da ligeira diferença favorável que já existem em muitos genes.
A questão tem considerável importância prática porque se suas características complexas, incluindo a suscetibilidade à doenças, são influenciadas por apenas uns poucos genes, então deveria ser fácil desenvolver tratamentos. Mas, se dezenas ou centenas de genes estiverem relacionados a cada característica, a tarefa pode ser quase impossível.
Os teóricos tem discutido sobre esse ponto durante anos, mas os pesquisadores foram capazes de enfrentá-lo apenas recentemente. Com máquinas avançadas de decodificação do DNA eles podem agora decodificar cada unidade de DNA em amostras genômicas de uma população sob mudanças evolutivas.
Três biólogos da Universidade da Califórnia em Irvine, Molly Burke, Michael Rose e Anthony Long, seguiram uma população de moscas-da-fruta por 600 gerações e estudaram o genoma inteiro de 250 moscas para ver a que tipo de mudança genética elas tinham se submetido.
As moscas vivem em populações de 2 mil indivíduos, cada um mantido em um recipiente do tamanho de uma caixa de sapato e alimentado por uma mistura de banana e xarope de milho do qual elas nunca parecem se cansar, disse Burke.
A cada geração, os pesquisadores escolheram as moscas que nasceram primeiro para serem os pais da próxima geração e, até o final da experiência, o tempo de incubação se tornou 20% menor. A pergunta a ser respondida foi como isso aconteceu.
Varredura rápida e lenta – A visão convencional é que a mudança evolutiva é geralmente medida por uma mutação em um gene favorável que, em seguida, passa para toda a população, um processo que se chama varredura rápida porque todas as outras versões dos genes ficam para trás. A alternativa, chamada de varredura lenta, é que muitos genes influenciam determinada característica, nesse caso a taxa de maturação, e que as versões para o crescimento acelerado de cada um desses genes tornam-se um pouco mais comum. Cada mosca tem uma chance maior de herdar essas versões de promoção de crescimento e assim vai amadurecer mais depressa.
No sequenciamento dos genomas, os pesquisadores descobriram que uma varredura suave foi realmente responsável pela incubação precoce. Nenhum gene individual foi responsável pela mudança. Em vez disso, as versões alternativas de um grande número de genes tornaram-se mais comuns.
Debate antigo – O debate sobre se a evolução atua mediante a alteração de um ou muitos genes começou há 90 anos entre os três criadores da genética de populações, Ronald Fisher, Sewall Wright e J.B.S. Haldane. Haldane defendia o mecanismo de uma única mutação, mas Fisher e Wright apoiavam a mudança de múltiplos genes. O experimento com a mosca-da-fruta “é uma demonstração total de Wright e Fisher e uma grande derrota para Haldane e vários geneticistas convencionais que ficaram ao lado dele”, disse Rose.
A derrota da visão de Haldane “é uma péssima notícia para a indústria farmacêutica em geral”, disse Rose. Se a doença e outras características são controladas por muitos genes, será difícil encontrar medicamentos eficazes; um único alvo seria muito mais simples.
Richard Lenski, biólogo evolucionaste da Universidade de Michigan, disse que a descoberta de que a seleção natural trabalha alterando freqüências de genes na experiência com moscas-da-fruta foi muito interessante. “É realmente a primeira vez que o processo foi diretamente documentado por meio de um genoma de um organismo multicelular”, disse.
Lenski faz experiências semelhantes com bactérias que, ao contrário das moscas-da-fruta e de pessoas, se multiplicam por fissão e têm um único genoma, não um par que se mistura e combina a cada geração. Nos organismos de um genoma, a varredura pesada por um único novo gene são comuns. Varreduras pesadas ocorrem em organismos de reprodução sexuada, como pessoas e moscas-da-fruta, mas a varredura suave pode ser mais usual.
Jonathan Pritchard, geneticista da Universidade de Chigago, escreveu este ano que a varredura pesada foi surpreendentemente pequena na evolução recente da humanidade, e que portanto muita da adaptação dos humanos a novas condições ambientais e a dispersão da África poderiam explicar a aparente velocidade da evolução humana, porque trabalham sobre a variação genética já presente em uma população, sem ter de esperar que surja uma nova mutação. A experiência com as moscas-da-fruta mostra que a seleção natural pode trabalhar por meio de varreduras suaves, pelo menos para certas características.
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