A 'matéria escura' genética pode conduzir o surgimento de novas espécies, revela pesquisa

Os trechos longos e repetitivos do genoma, chamados de DNA satélite, podem impedir que animais incompatíveis se acasalem ao embaralhar os cromossomos em seus bebês híbridos, como revelou um recente estudo.

E se animais de diferentes populações não podem acasalar, eles irão divergir com o tempo, levando à especiação, como foi noticiado pelo portal Live Science.

Dos 3 bilhões de letras ou nucleotídeos, apenas 1% do genoma humano forma as proteínas que determinam características como cor e altura dos olhos. Outros trechos determinam quantas cópias de uma proteína fazer, ativar ou desativar genes em diferentes tecidos, entre outras funções.

No entanto, quase 10% do genoma humano é composto por longos trechos repetidos de DNA satélite que, durante muitos anos, os cientistas não pensaram que fizessem muita coisa, segundo o co-autor do estudo Madhav Jagannathan, professor assistente no ETH Zurich Instituto de Bioquímica da Suíça, em entrevista ao Live Science.

Porém, em um estudo de 2018, Jagannathan, que, na época, estava no Massachusetts Institute of Technology (MIT), e seu ex-orientador de pós-doutorado, o biólogo Yukiko Yamashita, também no MIT, descobriram que parte desse DNA tinha o propósito crítico de organizar o DNA dentro do núcleo de uma célula.

Essa pesquisa descobriu que certas proteínas agarram moléculas de DNA e as organizam em pacotes densamente compactados de cromossomos chamados cromocentros. O DNA satélite, segundo os pesquisadores, diz a essas proteínas agarradoras como agrupar e organizar os cromossomos.

Em estudo mais recente,  Jagannathan e Yamashita descobriram que o DNA de satélite também conduz a especiação. A equipe estava investigando a fertilidade na espécie de mosca-das-frutas, Drosophila melanogaster, quando deletaram um gene que codifica uma proteína, que se liga ao DNA satélite para formar cromocentros, e os cromossomos das moscas se espalharam para fora do núcleo. Sem a capacidade de organizar corretamente os cromossomos, as moscas morreram.

Além disso, Jagannathan cruzou fêmeas de D. melanogaster com machos de uma espécie diferente, Drosophila simulans. Como esperado, os híbridos não viveram muito. Quando os pesquisadores examinaram as células das moscas, eles viram núcleos deformados com DNA espalhado por todas as células, assim como viram quando excluíram a proteína.

A equipe suspeita que, se o DNA satélite evoluir rapidamente e duas criaturas fizerem diferentes proteínas de ligação, elas não produzirão descendentes saudáveis. Como as proteínas de ligação ao cromocentro e os segmentos de DNA satélite evoluem de maneira diferente em populações ou espécies separadas, essa incompatibilidade pode surgir de maneira muito acelerada.

As divergências de DNA satélite podem ser um importante fator na evolução de novas espécies, suspeita Jagannathan. Essa pesquisa também pode levar a uma maneira de os cientistas resgatarem híbridos "condenados", ou híbridos que não sobrevivem muito depois do nascimento. Assim, isso pode abrir caminho para o uso da hibridização como método para resgatar espécies criticamente ameaçadas de extinção.

Confira aqui o estudo completo publicado na revista Molecular Biology and Evolution.