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Descoberto primeiro animal que não usa oxigênio para respirar e sem genoma mitocondrial


Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv, Israel, realizaram uma mais do que notável descoberta: o único animal até o momento conhecido que não utiliza o oxigênio para respirar. O inesperado achado - publicado esta semana no periódico PNAS (1) - muda substancialmente a visão tradicional da ciência sobre o Reino Animal. O organismo em questão é um pequeno parasita com apenas 10 células da espécie Henneguya salminicola, o qual vive na musculatura de salmões. À medida que os ancestrais dessa espécie evoluíram, a linhagem levando ao H. salminicola, o qual é um mixozoano próximo-relacionado aos corais e às águas-vivas, acabou perdendo a habilidade de gerar energia de forma aeróbica, consequência do seu modo de vida em um ambiente sem oxigênio molecular.

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Apesar da respiração aeróbica - via mitocôndria (I) - ser uma das características mais marcantes dos seres eucariontes (unicelulares e multicelulares), algumas poucas linhagens unicelulares desse grupo - alguns fungos, amebas e linhagens ciliadas -, crescendo em ambientes hipóxicos (sem presença de oxigênio), acabaram perdendo essa habilidade durante o processo evolutivo por inexistência de pressão seletiva para mantê-la. Na ausência de oxigênio molecular (O2), a mitocôndria desses organismos perderam todas ou partes dos seus genomas e evoluíram para organelas mitocôndria-relacionadas (OMRs). No entanto, era até o momento incerto se tal processo também ocorreria em animais (eucariontes multicelulares).

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(I) Para mais informações sobre essa organela, acesse o artigo: A mitocôndria não é um presente exclusivo da mãe

No novo estudo, os pesquisadores realizaram um amplo sequenciamento genômico em parasitas de peixes do clado Myxozoa. Por acidente, ao reunirem o genoma do H. salminicola - um pequeno parasita de 8 milímetros de extensão e apenas 10 células, já bastante conhecido mas não sequenciado -, eles não detectaram um genoma mitocondrial, ou seja, essa espécie havia perdido sua capacidade de realizar respiração celular aeróbica. Análises subsequentes mostraram que o H. salminicola não apenas perdeu seu genoma mitocondrial mas também quase todos seus genes presentes no núcleo celular envolvidos na transcrição e na replicação do genoma mitocondrial. No entanto, vários outros genes codificando proteínas envolvidas em outras funções e estruturas mitocondriais ainda estavam presentes, formando uma pseudo-mitocôndria sem capacidade de respiração aeróbica.




Como controle - para reforçar o diagnóstico genômico -, os pesquisadores analisaram um mixozoano próximo-relacionado ao H. salminicola, a espécie Myxobolus squamalis, realizando nesta a mesma técnica de sequenciamento genômico. No M. squamalis foi confirmado um genoma mitocondrial. Os resultados moleculares foram suportados por micrografias de fluorescência, a qual também mostrou a presença de DNA mitocondrial no M. squamalis, mas não no H. salminicola.




A descoberta confirma que a adaptação para um ambiente aeróbico não é única a eucariontes unicelulares, tendo evoluído também em um animal parasitário e multicelular. Nesse sentido, o H. salminicola também representa uma oportunidade para o entendimento da transição evolucionária de um metabolismo aeróbico para um metabolismo exclusivamente anaeróbico. Segundo os autores do estudo, a perda do DNA mitocondrial e da respiração aeróbica nessa espécie parece ter sido um evento relativamente recente no clado Henneguya. O achado também é mais um exemplo mostrando que o processo evolutivo está longe de ter um sentido único de contínua maior complexidade.

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Ainda não é claro, no entanto, como o H. salminicola gera energia. Pode ser que o parasita a obtém diretamente das células musculares dos peixes hospedeiros, ou que um mecanismo de respiração anaeróbico tipicamente encontrado em outros organismos anaeróbicos (ex.: fermentação em bactérias e fungos) tenha evoluído na espécie. Devido à atual impossibilidade de criar culturas desses animais em laboratório, experimentos para esclarecer os caminhos metabólicos energéticos nesse parasita são ainda desafiadores. 


(1) REFERÊNCIA
Descoberto primeiro animal que não usa oxigênio para respirar e sem genoma mitocondrial Descoberto primeiro animal que não usa oxigênio para respirar e sem genoma mitocondrial Reviewed by Saber Atualizado on fevereiro 27, 2020 Rating: 5

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