Segundo cientistas, ainda que tenham muitos genes prejudiciais, os animais evoluíram de forma a sequestrar e duplicar as células envolvidas na reparação do DNA

O tubarão-da-groenlândia é o vertebrado com maior longevidade do mundo, podendo viver cerca de 400 anos — Foto: Reprodução/Youtube

O tubarão-da-Groenlândia não é exatamente carismático. Sua estrutura maciça é coberta por uma pele áspera como lixa. Suas nadadeiras, atrofiadas, ficam desajeitadamente ao longo dos lados. E seus olhos, constantemente nublados, muitas vezes abrigam parasitas em forma de verme que se penduram enquanto o tubarão vaga lentamente pelas profundezas dos oceanos Atlântico Norte e Ártico.

Mas, além da aparência, a espécie tem uma capacidade surpreendente: pode viver até cerca de 400 anos. Agora, uma equipe internacional de cientistas da Europa e dos Estados Unidos mapeou o genoma do tubarão-da-Groenlândia, oferecendo aos cientistas a oportunidade de desvendar o segredo da notável longevidade desse tubarão.

“Qualquer pesquisa sobre os mecanismos que permitem a esse animal viver tanto tempo, em algum momento, precisará da sequência do genoma”, disse Steve Hoffmann, biólogo computacional do Instituto Leibniz de Envelhecimento e da Universidade Friedrich Schiller de Jena, na Alemanha, que liderou a pesquisa.

Tubarão da Groenlândia é visto no Caribe — Foto: Reprodução

As descobertas, publicadas como pré-impressão no bioRxiv, fornecem uma montagem abrangente da composição genética do tubarão. Elas também fornecem insights iniciais sobre os genes específicos e os mecanismos biológicos, incluindo uma rede de genes duplicados envolvidos na reparação do DNA, que podem ser responsáveis pela vida excepcionalmente longa do tubarão.

Os cientistas descobriram que os tubarões-da-Groenlândia possuem genomas muito grandes: cerca de 6,5 bilhões de “pares de bases” de DNA, ou blocos de construção — cerca de duas vezes mais do que os humanos, e o maior genoma de qualquer outro tubarão sequenciado até o momento.

“Não teríamos imaginado que fosse tão grande”, disse Arne Sahm, bioinformático também no Instituto Leibniz de Envelhecimento e na Universidade Ruhr de Bochum, que foi o autor principal do estudo.

Tubarão-da-Groenlândia é o animal mais velho do mundo, com mais de 500 anos — Foto: Reprodução

Surpreendentemente, mais de dois terços do genoma eram compostos por genes repetidos conhecidos como elementos transponíveis, ou genes saltadores. Esses genes se inserem em outros e se autorreplicam por meio de um mecanismo de “copia e cola”. Ao fazer isso, eles frequentemente interrompem o funcionamento normal dos genes e podem causar mutações, deleções ou duplicações, levando ao desenvolvimento de doenças ou problemas no organismo.

“Esses são parasitas, parasitas genômicos”, disse Hoffmann. “Eles têm uma reputação bem ruim.”

As descobertas levaram os pesquisadores a se perguntarem como os tubarões poderiam viver tanto tempo se carregavam um número tão elevado desses genes prejudiciais. Eles propuseram que o tubarão-da-Groenlândia pode ter evoluído uma maneira única de sequestrar a maquinaria desses genes saltadores para duplicar genes envolvidos na reparação do DNA.

“Esses são animais que vivem mais do que os seres humanos, e fazem isso na natureza, sem medicamentos, hospitais ou cuidados de saúde”, disse João Pedro de Magalhães, biólogo molecular especializado em envelhecimento da Universidade de Birmingham, na Inglaterra, que não esteve envolvido no estudo.

Estudar os tubarões, ele acrescentou, pode ajudar os cientistas, um dia, a “desenvolver terapias contra o câncer ou medidas de prevenção, ou uma compreensão mais profunda do câncer que traga benefícios clínicos” para os humanos.

A notável longevidade do tubarão foi descoberta pela primeira vez em 2016, quando um estudo publicado na revista Science usou métodos de datação por radiocarbono e técnicas de modelagem para estimar a idade de 28 tubarões-da-Groenlândia.

Tubarão-da-Groenlândia vive em média 400 anos — Foto: Reprodução/NYT

Os pesquisadores descobriram que os tubarões mais velhos poderiam viver cerca de 400 anos e atingiam a maturidade sexual por volta dos 150 anos.

Surpresos, cientistas de todo o mundo têm estudado os tubarões-da-Groenlândia desde então para entender melhor como a espécie consegue viver tanto tempo. Alguns estão estudando seu coração; outros focam no metabolismo, e muitos monitoram seu comportamento e ecologia.

O ponto culminante tem sido desvendar o genoma do tubarão-da-Groenlândia. Nos últimos cinco anos, pelo menos três equipes têm corrido para produzir um genoma completo do tubarão.

Hoffmann e seus colaboradores foram os primeiros a publicar o genoma do tubarão, que cobre cerca de 92% de todo o seu DNA.

“Não sabíamos nada antes sobre seu genoma, e agora temos uma sequência completa”, disse Steven Austad, biólogo da Universidade do Alabama em Birmingham, que não participou do estudo. “Acho isso ótimo.”

Chegar a esse estágio exigiu um extenso trabalho de campo, incluindo várias expedições nas costas da Groenlândia, onde membros da equipe capturaram tubarões-da-Groenlândia, os sacrificaram e retiraram amostras de tecido de suas medulas espinhais.

Um Tubarão-da-Groenlândia capturado na Islândia — Foto: Reprodução/NYT

Essas amostras de tecido foram então armazenadas em baixas temperaturas e enviadas para o Instituto Leibniz, onde o DNA foi extraído, sequenciado e comparado com o de outros tubarões. No final, a equipe sequenciou o DNA de tecido cerebral de um tubarão.

Uma descoberta chave identificou uma rede de 81 genes encontrados apenas em tubarões-da-Groenlândia e que desempenhavam um papel na reparação do DNA.

Os pesquisadores levantaram a hipótese de que genes regulares de reparação do DNA haviam evoluído para explorar a maquinaria dos genes saltadores para copiar mais de si mesmos. Esse processo pode ter ajudado a neutralizar os danos acumulados causados pelos genes saltadores e a melhorar as habilidades de reparo do DNA do tubarão.

No centro dessa rede estava um gene bem conhecido, chamado TP53, que tem sido implicado na reparação do DNA e na supressão de tumores. Um estudo publicado em 2016 mostrou que elefantes carregavam 20 cópias desse gene, e os cientistas acreditam que o gene pode explicar a forte resistência dos animais ao câncer. O gene também foi encontrado estruturalmente alterado nos tubarões-da-Groenlândia, embora a equipe ainda esteja avaliando se essa mudança poderia melhorar a longevidade do tubarão.

Os resultados dos tubarões são interessantes, disse Austad, mas ele alertou que as duplicações nem sempre revelam muito. “Muitos genes são duplicados e não têm nenhuma consequência particular”, disse ele.

Ele acrescentou que os pesquisadores precisariam entender como essas descobertas se aplicam a células vivas de diferentes tipos, um esforço que poderia envolver cultivar células de tubarões-da-Groenlândia, convertê-las em células-tronco e diferenciá-las, por exemplo, em células do coração ou do cérebro.

Tubarão-da-Groenlândia teve genoma mapeado por cientistas que investigam longevidade da espécie — Foto: Reprodução/NYT

“Então você poderia fazer ajustes — então você poderia manipular o genoma”, disse Austad.

Sahm disse que sua equipe esperava realizar sequências de genoma de espécies que vivem menos tempo, mas são evolutivamente muito semelhantes aos tubarões-da-Groenlândia, como o tubarão dorminhoco do Pacífico. Isso também poderia lançar luz sobre o que permite que os tubarões-da-Groenlândia vivam tanto tempo.

Independentemente do caminho que a pesquisa tome, Austad disse, este é um momento empolgante para a pesquisa sobre tubarões-da-Groenlândia. “Agora é onde a diversão começa”, disse ele. “Agora que temos o genoma, a questão é desenvolver hipóteses e depois testá-las.”


Fonte: O GLOBO