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Linhas sanguíneas antigas: traçando a evolução da hemoglobina
Um dos grandes enigmas da biologia é como essa multidão de proteínas e suas complexas interações surgiram.
Por Chris McIntyre, - 29/05/2020


Uma colaboração entre pesquisadores de Chicago, Nebraska, Texas e Oxford elucidou
as origens evolutivas da estrutura e função da hemoglobina
Direitos autorais: Georg Hochberg

A maioria dos processos biológicos que nos mantêm vivos dependem de várias proteínas trabalhando juntas. Um dos grandes enigmas da biologia é como essa multidão de proteínas e suas complexas interações surgiram.

Agora, uma equipe internacional, incluindo o professor da Universidade de Oxford Justin Benesc he a estudante de DPhil Shane Chandler, do Departamento de Química , revelou que a complexidade pode evoluir através de mecanismos surpreendentemente simples. Eles identificaram o "elo perdido" evolutivo através do qual a hemoglobina - o complexo de proteínas que transporta oxigênio no sangue - evoluiu a partir de precursores simples.

Eles descobriram que o surgimento da estrutura e função da hemoglobina moderna foi desencadeado por apenas duas mutações há mais de 400 milhões de anos atrás. A equipe, liderada pela Universidade de Chicago, também incluiu pesquisadores da Universidade Texas A&M e da Universidade de Nebraska-Lincoln. 

'Ficamos impressionados quando vimos que um mecanismo tão simples poderia conferir propriedades tão complexas. Isso sugere que saltos na complexidade podem acontecer repentinamente e mesmo por acaso durante a evolução, produzindo novas entidades moleculares que eventualmente se tornam essenciais para a nossa biologia. '

Joseph Thornton

O estudo, Origem da complexidade na evolução da hemoglobina, foi publicado hoje na revista Nature . 

A estratégia da equipe era uma espécie de viagem no tempo molecular que remonta a centenas de milhões de anos. Eles usaram métodos estatísticos e bioquímicos para reconstruir e caracterizar proteínas antigas antes, durante e após a evolução das primeiras formas de hemoglobina. Isso lhes permitiu identificar o elo perdido durante a evolução da hemoglobina - um complexo de duas partes, que existia antes do último ancestral comum de humanos e tubarões. Esse complexo antigo ainda não possuía nenhuma das propriedades críticas que permitem à hemoglobina moderna transportar oxigênio dos pulmões para o cérebro, músculos e outros tecidos. 

Uma questão-chave era determinar através de quais interfaces as proteínas antigas se reuniam, uma questão abordada por Chandler e Benesch em Oxford, que dizia: 'Parte do quebra-cabeça que precisava ser resolvido era como a hemoglobina atingia sua estrutura de quatro subunidades. Isso exigiu o desenvolvimento de novos métodos para detectar interfaces proteína-proteína e revelou a ordem histórica de montagem dessa molécula notável. '

A visão tradicional de como a complexidade biológica evolui é que ela aumenta gradualmente ao longo de muitas mutações que causam pequenas melhorias no condicionamento físico. A nova pesquisa mostra que novas estruturas complicadas podem surgir muito rapidamente.

O professor da Universidade de Chicago, Joseph Thornton, que liderou o estudo, disse: 'Ficamos impressionados quando vimos que um mecanismo tão simples poderia conferir propriedades tão complexas. Isso sugere que saltos na complexidade podem acontecer repentinamente e mesmo por acaso durante a evolução, produzindo novas entidades moleculares que eventualmente se tornam essenciais para a nossa biologia. '

Leia o estudo,  "Origem da complexidade na evolução da hemoglobina", na revista  Nature

 

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