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O primeiro estudo mundial mostra que alguns microrganismos podem quebrar as regras da evolução
Cientistas estão prestando mais atenção à 'transferência horizontal de genes (HGT)': a transmissão do DNA de outro pai para filho, já que essa transferência pode nos contar sobre a evolução de vários outros organismos, como bactérias .
Por Monash University - 14/10/2020


Os cientistas verificaram ambientes sem antibióticos, por exemplo, florestas ou estuários, e descobriram que genes de resistência a antibióticos ainda podiam ser detectados. Crédito: Monash University

O pensamento dominante na evolução se concentra na herança entre pais e filhos - ou 'transferência vertical de genes (VGT)'.

Mas agora os cientistas estão prestando mais atenção à 'transferência horizontal de genes (HGT)': a transmissão do DNA de outro pai para filho, já que essa transferência pode nos contar sobre a evolução de vários outros organismos, como bactérias . Também pode nos ajudar a entender melhor a resistência aos antibióticos .

Em uma inovação mundial, os cientistas da Monash University descobriram que o HGT pode burlar as regras da evolução.

A descoberta é descrita em um estudo publicado hoje no PNAS , que foi liderado pelo ARC Future Fellow Dr. Mike McDonald e Ph.D. candidata Laura Woods, ambas da Monash University School of Biological Sciences.

"HGT é muito importante na evolução microbiana, especialmente para a evolução da resistência a antibióticos em patógenos humanos", disse o Dr. McDonald.

“Os genes da resistência aos antibióticos nas bactérias que vivem em hospitais, esgotos e fazendas, são comuns porque há antibióticos nesses locais, devido às atividades humanas”, disse.

"No entanto, quando os cientistas verificam ambientes sem antibióticos, por exemplo, florestas ou estuários, os genes de resistência aos antibióticos ainda podem ser detectados."

Dr. McDonald e sua equipe de pesquisadores conduziram um experimento de evolução para estudar como os genes que causam a resistência aos antibióticos se espalham no meio ambiente.

Eles testaram bactérias sensíveis a antibióticos em meios de crescimento sem antibióticos . Mas eles permitiram que essa bactéria recebesse HGT de outras bactérias resistentes a antibióticos .

“Isso também poderia explicar por que os pacientes ainda têm bactérias resistentes aos antibióticos muito depois de terminarem o tratamento com antibióticos e por que as bactérias desenvolvem resistência rapidamente, mesmo quando não foram expostas ao antibiótico antes”.


"Usamos o sequenciamento do genoma completo para confirmar se os genes para resistência a antibióticos estavam se espalhando nas populações, mesmo sem seleção", disse o Dr. McDonald.

“Mais tarde, desafiamos nossas populações evoluídas com altas concentrações de antibióticos.

"Descobrimos que as populações que receberam HGT podem sobreviver ao tratamento com antibióticos, mas as populações de controle que não receberam HGT não sobreviveram."

Os pesquisadores descobriram que os genes de resistência a antibióticos podem se espalhar em populações que não estão experimentando a seleção com antibióticos e que, embora esses genes estivessem em níveis baixos, eles prepararam a população para desafios futuros com antibióticos.

"Isso poderia explicar por que a resistência aos antibióticos evolui tão rapidamente nos hospitais", disse o Dr. McDonald.

"Nosso estudo mostra pela primeira vez como os genes de resistência a antibióticos podem permanecer em uma população, mesmo quando não há pressão de seleção de antibióticos", disse ele.

“Isso também poderia explicar por que os pacientes ainda têm bactérias resistentes aos antibióticos muito depois de terminarem o tratamento com antibióticos e por que as bactérias desenvolvem resistência rapidamente, mesmo quando não foram expostas ao antibiótico antes”.

Dr. McDonald disse que o estudo foi importante porque mostrou como o HGT pode contornar as regras da evolução.

Anteriormente, pensava-se que os únicos genes que poderiam se espalhar por uma população seriam aqueles que causassem um benefício 'agora' (no ambiente que a população está experimentando naquele momento).

Isso ocorre porque a seleção natural deve empurrar genes deletérios de baixa aptidão para fora da população.

"Mas nosso trabalho mostra que se o HGT pode transferir o suficiente do gene para a população, ele pode fornecer uma força que empurra contra a seleção natural e permite que genes que não conferem um benefício se espalhem na população ", disse o Dr. McDonald .

 

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