Gene pré-histórico inserido em bactéria atual

Gene pré-histórico inserido em bactéria atual

Experiência pode dar resposta a muitas questões sobre a evolução dos organismos

Através de um processo chamado evolução paleo-experimental, investigadores do Instituto de Tecnologia de Georgia (GeorgiaTech, EUA) conseguiram inserir um gene com 500 milhões de anos numa bactéria atual, aEscherichia coli (E. coli). A bactéria cresceu e multiplicou durante mais de 1000 gerações e permitiu aos cientistas observar os mecanismos evolutivos em ação.


“É o mais perto que podemos estar de rebobinar e voltar a ver o filme molecular da vida”, diz Betül Kaçar, astrobióloga no Centro de Origens Ribossómicas e Evolução, da NASA, no GeorgiaTech. A possibilidade de observar um gene tão antigo enquanto evolui dentro das células modernas “permite-nos ver se a trajectória evolutiva vai repetir-se ou se a vida vai adaptar-se seguindo um caminho diferente”.


Já em 2008, o orientador da tese de Betül Kaçar, Eric Gaucher, determinou a antiguidade da sequência genética da proteína EF-Tu na bactéria E. Coli. Trata-se, com efeito, de uma das proteínas mais abundantes na bactéria e é essencial para a sua sobrevivência. A mesma proteína encontra-se também em toda a vida celular conhecida.

Depois de ultrapassar a difícil tarefa de substituir o novo pelo antigo gene, pondo-o na ordem e posição cromossómica, Kaçar produziu oito estirpes de bactérias idênticas e deixou a evolução seguir o seu caminho. A bactéria sobreviveu, mas cresceu duas vezes mais lentamente do que as suas homólogas compostas apenas por genes modernos.

O organismo alterado, explicam os cientistas, não era, no início, tão saudável e apto como o moderno. Mas esse facto mudou em pouco tempo. Com o passar das gerações, as bactérias modificadas foram acumulando mutações que as tornaram cada vez mais saudáveis e eficientes.

A taxa de crescimento aumentou ao mesmo tempo que outras características importantes. Depois das primeiras 500 gerações, os investigadores sequenciaram os genomas das oito linhagens bacterianas para determinar até que ponto as bactérias se tinham adaptado. Além de se terem aproximado da eficácia das bactérias modernas, gozavam de melhor saúde.

Uma análise mais detalhada revelou que o gene EF-Tu não tinha acumulado mutações. Foram as proteínas modernas que interagiam com o gene pré-histórico dentro da bactéria que mutaram. Foram essas mutações as responsáveis pela rápida adaptação que permitiu aumentar a saúde e a eficácia dos organismos modificados. Ou seja, a bactéria encontrou uma nova trajectória evolutiva para adaptar-se à mudança.

Este processo, acreditam os investigadores, permitirá responder a muitas questões. Entre elas, “queremos saber se a história de um organismo limita o seu futuro, se a evolução aponta sempre uma direcção pré-definida ou se, pelo contrário, é capaz de seguir múltiplas soluções para resolver o mesmo problema”.