Um novo estudo desafia a ideia de longa data de que a evolução é sempre aleatória e pode ter enormes implicações na resolução de problemas que podem mudar a vida.
A teoria da evolução por seleção natural é sólida e bem comprovada, mas isso não significa que não aprenderemos nada de novo sobre como a vida se desenvolve e muda ao longo do tempo. Um novo estudo sugere que a evolução pode não ser tão imprevisível como se pensava anteriormente. As implicações disto poderão abrir caminho a novas formas de resolver problemas do mundo real, incluindo a resistência aos antibióticos, as doenças e até as alterações climáticas.
O estudo desafia a crença de longa data de que a evolução é um processo imprevisível. Segundo o estudo, a trajetória evolutiva de um genoma pode depender do seu passado evolutivo, em vez de ser determinada por uma variedade de fatores e acidentes históricos.
O professor James McInerney, da Escola de Ciências da Vida da Universidade de Nottingham, informou em um comunicado:
“As implicações desta pesquisa são simplesmente revolucionárias. Ao provarmos que a evolução não é tão aleatória como pensávamos anteriormente, abrimos a porta a muitas possibilidades na biologia sintética, na medicina e na ecologia.”
McInerney e os seus colegas analisaram o pangenoma – uma coleção de todas as sequências de DNA de uma determinada espécie, contendo sequências comuns a todos os indivíduos – para responder a uma questão crítica: Pode a história evolutiva de um genoma determinar a sua trajetória futura?
A equipe usou um método de aprendizado de máquina conhecido como Random Forest com um conjunto de dados de 2.500 genomas completos de uma única espécie bacteriana. Para estudar esta questão, eles gastaram centenas de milhares de horas de processamento de computador.
Ao inserirem os dados em um computador, eles conseguiram criar “famílias de genes” a partir de cada gene em cada genoma.
Maria Rosa Domingo-Sananes, da Nottingham Trent University, acrescentou:
“Desta forma, conseguimos comparar genomas semelhantes.
Uma vez identificadas as famílias, foi possível estudar como elas estavam presentes em alguns genomas e ausentes em outros.
Descobrimos que algumas famílias de genes nunca apareciam no genoma se outra família de genes já estivesse presente ali e, em outros casos, alguns genes eram muito dependentes da presença de outra família de genes.”
Essencialmente, o estudo revelou um “ecossistema invisível” de genes que cooperam ou competem entre si.
O Dr. Domingo-Sananes acrescentou:
“Essas interações entre genes tornam alguns aspectos da evolução um tanto previsíveis e, além disso, agora temos as ferramentas para fazer essas previsões.”
O Dr. Alan Bevan, também da Escola de Ciências da Vida da Universidade de Nottingham também disse:
“Com base neste trabalho podemos começar a estudar quais genes ‘mantêm’, por exemplo, o gene de resistência a antibióticos. Portanto, se estivermos tentando eliminar a resistência aos antibióticos, podemos atingir não apenas o gene focal, mas também os genes que o suportam.”
Esta abordagem pode ser usada para sintetizar novas construções genéticas, “que poderiam ser usadas para desenvolver novos medicamentos ou vacinas. O que sabemos agora abre a porta para muito mais descobertas”, acrescentou Bevan.
As implicações são enormes e podem levar à criação de novos genomas, com os quais os cientistas podem conceber genomas sintéticos e desenvolver roteiros para a manipulação previsível do material genético. Eles também podem ajudar os cientistas a combater o aumento da resistência aos antibióticos, ajudando-nos a compreender as relações entre os genes e a criar tratamentos direcionados.
As descobertas também poderão influenciar a concepção de microrganismos concebidos para sequestrar carbono ou decompor poluentes, o que poderá ajudar-nos a combater as alterações climáticas.
O estudo foi publicado na revista PNAS.
(Fonte)
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