Cientistas descobrem o gene que direciona o desenvolvimento do estamulo, batizado com o nome do tanãcnico do NBA Spurs
Fotos de Evangeline Ballerini
Quando se tratou de nomear um gene que poderia levar a novos insights sobre uma característica crucial da evolução, a aluna de Biologia Organasmica e Evolutiva de Harvard que liderava o projeto buscou algo um tanto ira´nico. Ela o chamou de POPOVICH, em homenagem ao tanãcnico e presidente do San Antonio Spurs, Gregg Popovich.
Evangeline Ballerini, Ph.D. '10, uma professora assistente de ciências biológicas na California State University, Sacramento, disse que ela e seus colaboradores - incluindo Elena Kramer de Harvard - decidiram pelo nome porque o gene recanãm-descoberto comanda as esporas de nanãctar floral da mesma forma que Popovich faz para sua NBA equipe.
“Acabei escolhendo o nome de Gregg Popovich, em parte porque o gene desempenha um papel regulador no desenvolvimento do estamulo, como uma espanãcie de treinador controla o desenvolvimento de sua equipeâ€, disse Ballerini, que éum antigo Golden State Fa£ do Warriors e fa£ de meio período do Celtics por causa de seu tempo na área de Boston, mas respeita os Spurs e admira a liderana§a de Popovich.
O trabalho édescrito em um estudo publicado recentemente no PNAS.
Os esporaµes de nanãctar são tubos ocos que se projetam de várias flores e são cruciais para aumentar a biodiversidade entre as plantas com flores que os possuem. Em muitos casos, as espanãcies com esporas de nanãctar são muito mais diversas do que seus parentes pra³ximos sem essa nova característica.
No artigo, os cientistas identificam o gene crítico para controlar o desenvolvimento dessas esporas no columbine comum, ou Aquilegia . Eles descobriram que ele atua como um regulador mestre que parece controlar a criação das esporas, regulando a atividade de outros genes, da forma como um treinador decide quem joga e quando.
Além da peculiar referaªncia da NBA, o que realmente entusiasmou os bia³logos evolucionistas com a descoberta éque as descobertas tem o potencial de ajuda¡-los a entender como os organismos obtem sua vasta gama de formas e caracteristicas e, então, como essas caracteristicas evoluem.
As esporas de nanãctar são consideradas uma inovação chave em flores, o que significa que são consideradas um recurso novo - que ajuda os organismos a fazer o melhor uso de seu ambiente e leva a um boom de diversidade. Animais que evoluaram para ter asas, por exemplo, se espalharam em várias espanãcies diferentes ao longo de milhões de anos. Outras inovações importantes são os olhos ou a espinha dorsal dos mamaferos.
A maioria das inovações importantes aconteceu no passado, tornando a identificação de sua origem cada vez mais difacil. No grupo de plantas que os pesquisadores estudaram, no entanto, as esporas de nanãctar floral existem hápenas cerca de 5 a 7 milhões de anos.
“Dado que o espora£o de nanãctar Aquilegia evoluiu relativamente recentemente e éformado por modificações em um aºnico órgão floral, ele oferece uma oportunidade única de comea§ar a dissecar a base de desenvolvimento e genanãtica de uma inovação chave, que, por sua vez, fornecera¡ uma visão sobre sua origem â€, escreveram os pesquisadores.
Os pesquisadores acreditam que o gene estãoentre as primeiras inovações chave para as quais os cientistas identificaram o gene cratico, abrindo a porta para uma sanãrie de áreas na compreensão de como a forma e a morfologia são alcana§adas em flores e outros seres vivos.
“Estamos particularmente interessados ​​em novos recursos que parecem ser muito importantes para a promoção de eventos de especiaçãoâ€, disse Kramer, Bussey Professor de Biologia Organasmica e Evolutiva e presidente do Departamento de Biologia Organasmica e Evolutiva. “Em termos de um traa§o morfola³gico, como o espora£o de nanãctar, perguntamos: como mudou o desenvolvimento [da espanãcie]? … Isso nos da¡, essencialmente, uma ala§a, um ponto de partida para tentar comea§ar a entender essa rede genanãtica. â€
Os pesquisadores fizeram a descoberta usando uma combinação de técnicas que incluaam sequenciamento genanãtico e cruzamento de espanãcies e análises de expressão gaªnica. Uma das chaves era usar uma espanãcie de Aquilegia nativa da China e conhecida por ser o aºnico membro desse gaªnero, entre 60 a 70 espanãcies, a não ter esporas de nanãctar.
A equipe começou repetindo um estudo de 1960 do geneticista russo W. Praźmo que cruzou a flor sem espora£o com uma espanãcie com espora£o e sugeriu que um aºnico gene recessivo era responsável pela perda do espora£o. Ao contra¡rio de Praźmo, eles tinham as ferramentas genanãticas para terminar o trabalho e sequenciaram o genoma de cerca de 300 descendentes. Isso estreitou a pesquisa para pouco mais de 1.000 genes. Outras investigações genanãticas os levaram ao POPOVICH, que eles chamam de POP, e o confirmaram usando um varus geneticamente modificado que destra³i, ou suprime, genes-alvo.
“Pegamos uma espanãcie que tem esporas e normalmente tem expressão de POP, e regulamos negativamente a expressão de POPâ€, disse Kramer. “Mostramos que ele perdeu as esporas, e esse resultado foi o que uniu tudo. Este não éapenas um gene que éespecificamente expresso em esporas, mas quando vocêo destra³i, ele perde suas esporas. â€
Embora tudo isso seja uma evidência forte, mais trabalho énecessa¡rio para confirmar suas descobertas.
“Ha¡ várias direções que gostaraamos de seguir, incluindo tentar descobrir como a expressão do POP écontrolada, quais genes o POP regula a expressão e o que o gene POP estãofazendo nos parentes sem estamulo de Aquilegia â€, disse Ballerini .
Este trabalho foi parcialmente financiado pela National Science Foundation e pelo National Institutes of Health.