Estudo traz a epigenética para o campo evolutivo: Hora de uma Teoria Evolutiva Unificada
Desde a publicação por Charles Darwin da obra 'Sobre a Origem das Espécies' (1859), a evolução biológica se tornou o principal pilar da Biologia Moderna. Darwin, no entanto, não conhecia os processos moleculares da evolução (geneticamente baseados) e, consequentemente, outros mecanismos evolutivos, como mutação, deriva genética e fluxo genético. Nesse sentido, a evolução genética se tornou conhecida como Neo-Darwianismo. Porém, nas últimas décadas, fatores além do DNA (epigenética e plasticidade fenotípica) (1) começaram a despontar como também importantes no campo evolutivo: variações fenotípicas determinadas pelo ambiente ainda durante o tempo de vida dos organismos influenciando diretamente ou indiretamente a evolução de novos fenótipos, um conceito similar - em parte - àquele frequentemente associado ao cientista Francês Jean-Baptiste Lamarck (2). Nesse sentido, o assim chamado Neo-Lamarckianismo vem ganhando cada vez mais suporte para ser incorporado definitivamente na Teoria da Evolução.
Enquanto que herança epigenética se refere à passagem de certos marcadores epigenéticos para a próxima geração, memória epigenética é definida como o processo de estabelecer e manter um estado transcricional passível de hereditariedade.
Em um estudo publicado recentemente no periódico Cell Reports (3), pesquisadores descreveram como a memória transcricional na rede de galactose de leveduras (GAL) - responsável por regular o metabolismo de moléculas de carboidrato como a galactose - impacta na evolução de novos fenótipos ao longo de várias gerações.
Para isso, os pesquisadores analisaram uma população de leveduras (tipo selvagem isogênico) expressando a proteína fluorescente amarela (YFP) associada ao promoter GAL1 e sujeitas a sucessivas seleções artificiais baseadas no nível de expressão dessa proteína. Durante um período de 7 dias e correspondendo a aproximadamente 101 gerações com um tempo de duplicação de 100 minutos, as células foram selecionadas diariamente com base no nível de expressão da YFP (no caso, o mais baixo possível) e permitidas de continuarem crescendo no mesmo ambiente. Após esse período, a população foi permitida de crescer por mais 3 dias sem pressão seletiva.
Os resultados do experimento mostraram que mesmo após a retirada da pressão seletiva, as leveduras continuaram persistindo o baixo nível de expressão da proteína. Embora tenha ocorrido, em parte, mudanças genéticas (detectadas por sequenciamento genômico) associadas ao novo padrão de expressão proteica, subsequentes experimentos com cruzamento entre a população final de leveduras com outras leveduras de controle mostraram que regras Mendelianas de herança genética esperadas de serem observadas caso o mecanismo de persistência transgeracional do novo fenótipo fosse exclusivamente genético ficaram longe de serem atendidas. Junto com outras análises moleculares e experimentais, foi mostrado que houve comprovadamente importante interferência de mudanças a nível de cromatina e marcadores epigenéticos no processo evolutivo.
Mecanismos genéticos e epigenéticos no processo evolutivo não precisam ser mutualmente exclusivos. Mecanismos epigenéticos geralmente operam a escalas de tempo mais curtas, permitindo uma mais rápida resposta a mudanças de condições no ambiente. Por outro lado, mecanismos genéticos geralmente operam a uma mais longa escala de tempo mas produzem um resposta mais permanente. Ambos os mecanismos podem se complementar para fins adaptativos (1).
Segundo os autores, os achados do estudo - junto com estudos e evidências prévias - suportam a ideia de que ambos os mecanismos (genéticos e epigenéticos) precisam ser combinados em uma 'grande teoria unificada da evolução'.
(1) Para mais informações sobre como os mecanismos epigenéticos podem atuar no processo evolutivo e as evidências até o momento acumuladas, acesse: Epigenética, Plasticidade Fenotípica e Evolução Biológica
> Aliás, pesquisadores - em um estudo publicado também este ano na Cell - mostraram de forma conclusiva que um epigenoma foi propagado por dezenas de milhões de anos ao longo da linhagem evolutiva do fungo Cryptococcus neoformans através de um processo análogo à evolução Darwiniana do genoma. Para mais informações, acesse: Seleção natural não atua apenas no genótipo: Epigenética amplia a teoria evolutiva
(2) Apesar dessa ideia de 'herança de características adquiridas' realmente ter sido defendida por Lamarck, este nunca deu muita atenção a esse conceito durante sua carreira acadêmica ou mesmo alegava ser da sua autoria.
(3) Publicação do estudo: https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)31295-X
Reviewed by Saber Atualizado
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novembro 29, 2020
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