De acordo com um novo estudo, uma mutação aleatória que ocorreu 600 milhões de anos atrás foi o que tornou possível que nossos antepassados unicelulares evoluíssem para organismos complexos.
No caso, a mutação alterou a função de uma proteína antiga.
De uni para multi
A vida na Terra consistiu de células individuais por bilhões de anos. Organismos multicelulares eventualmente surgiram quando essas células individuais começaram a realizar funções especializadas e trabalhar em conjunto.
Para isso dar certo, em um organismo multicelular, as células vizinhas precisam coordenar entre si suas posições quando se repartem (uma parte importante de replicar-se).
Um aspecto chave desse processo é a orientação de uma estrutura chamada “fuso mitótico”, que distribui os cromossomos da célula parental entre as duas células filhas. Fusos que não estão orientados corretamente podem resultar em câncer e outras malformações.
Hoje, em muitos animais, o domínio proteico GKPID é o que medeia a orientação do fuso, ligando proteínas específicas a seus “marcadores” na extremidade das células.
O que isso tem a ver com o surgimento dos organismos multicelulares?
Uma equipe liderada por Kenneth Prehoda da Universidade de Oregon e Joseph Thornton da Universidade de Chicago, ambas nos EUA, queria descobrir quais genes estão por trás dessa coordenação e orientação.
Nossos parentes unicelulares mais próximos são organismos chamados coanoflagelados (foto acima). Eles vivem no oceano e coletam alimentos com a ajuda de uma cauda curta chamada flagelo. Às vezes, se agrupam em colônias multicelulares com seus flagelos irradiando para fora.
A equipe usou uma técnica chamada de reconstrução de proteína ancestral – que combina o sequenciamento de genes com modelagem de computador – para reconstruir os genomas de organismos unicelulares antigos baseados no DNA de seus descendentes vivos.
O que os pesquisadores descobriram foi que o GKPID evoluiu para comandar o controle da orientação do fuso a partir de um mecanismo antigo: através de uma série de eventos de “exploração molecular” que reaproveitava proteínas para funções novas e diferentes.
Mutação essencial
“Novas funções de proteínas podem evoluir com um número muito pequeno de mutações”, Prehoda explicou em comunicado. “Neste caso, apenas uma foi necessária”.
Uma única substituição no GKPID ancestral fez o uso de proteínas marcadoras aparecer. Isso permitiu que células individuais se organizassem na vida multicelular ao longo do tempo evolutivo.
A equipe também concluiu que os flagelos são fundamentais para a organização de colônias multicelulares – sugerindo que a ligação entre eles e a orientação da divisão celular foi importante para a transição de vida unicelular a multicelular.
Essas caudas ficaram menos importantes quando a mutação tornou possível para as células recém-criadas se orientarem sem elas. [IFLS]