Cientistas recriam enzimas para entender evolução de leveduras
Cientistas das universidades de Leuven, Ghent (ambas da Bélgica) e Harvard (EUA) conseguiram reconstruir o DNA e as proteínas de células de leveduras pré-históricas. Os pesquisadores conseguiram ter uma visão das forças evolucionárias que atuaram ao longo dos últimos 100 milhões de anos nas leveduras para criar as enzimas modernas - catalizadores biológicos que permitem aos organismos manipular as moléculas. O estudo foi divulgado na revista especializada Plos Biology.
"Nós usamos algoritmos de reconstrução para predizer a sequência de DNA de genes ancestrais a partir de dezenas de sequências de DNA modernas. Isso nos permitiu reconstruir as proteínas ancestrais correspondentes e comparar com as atuais", diz Steven Maere, um dos autores do estudo.
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Os cientistas conseguem prever como as sequências eram por causa da divisão dos genes. Quando isso ocorre, um dos genes continua fazendo a enzima "antiga", enquanto o novo fica livre para mudar e até fazer uma nova função com uma nova enzima. As duas enzimas, então, dividirão a tarefa original.
Os genes "ressuscitados" permitem que os cientistas examinem detalhadamente suas propriedades em detalhes. As enzimas originais permitiam que as leveduras sobrevivessem de uma dieta de maltose - um açúcar comum em grãos. A duplicação dos genes abriu a possibilidade de elas se alimentarem de outros açúcares do ambiente.
"Nós procuramos muito especificamente por como a levedura se adaptou para quebrar várias fontes de açúcares. Nós descobrimos que o gene primário que codifica a proteína para digestão da maltose foi copiado um grande número de vezes durante a evolução. O DNA de algumas cópias mudou levemente, resultando em proteínas que podiam quebrar diferentes açúcares. Ao criar modelos dessas mudanças nas proteínas correspondentes, nós agora entendemos como apenas algumas mudanças no DNA podem levar ao desenvolvimento de uma atividade completamente nova nas proteínas correspondentes", diz Karin Voordeckers.
"DNA funcional novo não aparece do nada, mas é construído gradualmente de uma cópia de um segmento existente de DNA funcional. Ao reconstruir uma peça de um DNA pré-histórico que foi copiado diversas vezes ao longo da evolução, nós fomos capazes de investigar em detalhes quais mudanças ocorrem em cada cópia e gradualmente leva a novas funções. Assim, nossos resultados dão uma visão única e detalhada de detalhes moleculares da evolução darwiniana", diz Kevin Verstrepen.
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