“A vida não será contida”: célula criada do zero em laboratório se reproduz como uma célula natural
O biólogo evolucionista Jay T. Lennon e sua equipe de pesquisa conduziram um estudo em uma célula mínima sinteticamente construída. Essa célula foi despojada de todos os genes não essenciais, mas a equipe descobriu que ela pode evoluir a uma taxa semelhante a uma célula normal. Essa descoberta destaca a adaptabilidade dos organismos, mesmo com um genoma não natural que possa parecer inflexível.
O estudo, apresentado na revista científica Nature, tem Roy Z. Moger-Reischer como primeiro autor. Lennon, professor do Departamento de Biologia da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Indiana em Bloomington, explica que a vida tem uma resiliência notável. Simplificar um organismo para seus elementos essenciais não impede o processo de evolução.
Para realizar a pesquisa, a equipe de Lennon utilizou um organismo sintético chamado Mycoplasma mycoides JCVI-syn3B. Esse organismo é uma versão minimizada da bactéria M. mycoides, comumente encontrada no sistema digestivo de cabras e animais similares. Com o passar do tempo, a bactéria parasitária perdeu naturalmente muitos genes à medida que se adaptou para depender do hospedeiro para obter nutrição.
Em 2016, pesquisadores do Instituto J. Craig Venter, na Califórnia, reduziram ainda mais o genoma do M. mycoides, eliminando 45% de seus 901 genes. Isso resultou no menor conjunto de genes necessários para uma forma de vida celular autônoma, com apenas 493 genes no M. mycoides JCVI-syn3B. Esse tamanho de genoma é o menor entre os organismos livres conhecidos, enquanto muitos animais e plantas têm genomas com mais de 20.000 genes.
Teoricamente, o organismo mais simples não teria funções redundantes e consistiria apenas no número mínimo de genes necessários para a vida. No entanto, qualquer mutação em um organismo assim poderia interromper uma ou mais funções celulares, impondo restrições à evolução. Genomas simplificados oferecem menos alvos para a seleção positiva, limitando as oportunidades de adaptação.
Apesar dos recursos limitados disponíveis para a seleção natural e do impacto desconhecido de novas mutações, o M. mycoides JCVI-syn3B demonstrou uma taxa de mutação excepcionalmente alta. Lennon e seus colegas queriam examinar como uma célula mínima responderia às forças evolutivas ao longo do tempo. Eles permitiram que a célula evoluísse livremente no laboratório por 300 dias, equivalente a aproximadamente 2.000 gerações bacterianas ou cerca de 40.000 anos de evolução humana.
Em seguida, os pesquisadores realizaram experimentos para comparar o desempenho das células mínimas evoluídas com o M. mycoides não mínimo original e uma linhagem de células mínimas que não haviam evoluído por 300 dias. As linhagens foram colocadas juntas em um tubo de ensaio, e aquela mais adaptada ao ambiente se tornou a linhagem mais prevalente.
Os resultados revelaram que a versão não mínima da bactéria facilmente superou a versão mínima não evoluída. No entanto, a bactéria mínima que havia evoluído por 300 dias teve um desempenho significativamente melhor, recuperando efetivamente toda a aptidão perdida devido à simplificação do genoma. Os pesquisadores identificaram os genes que passaram pelas mudanças mais significativas durante a evolução, sendo alguns deles envolvidos na construção da superfície celular, enquanto as funções de vários outros permanecem desconhecidas.
Compreender como organismos com genomas simplificados superam os desafios evolutivos tem amplas implicações na biologia. Esse conhecimento pode contribuir para diversas áreas, incluindo o tratamento de patógenos clínicos, a persistência de endossimbiontes associados ao hospedeiro, o aprimoramento de microrganismos projetados e até mesmo a origem da vida em si.
A pesquisa de Lennon e sua equipe destaca o poder da seleção natural em otimizar rapidamente a aptidão do organismo autônomo mais simples, fornecendo insights sobre a evolução da complexidade celular. Em essência, ela demonstra que a vida sempre encontra um caminho. [PhysOrg]
