Tecnologia Científica

O Popovich das esporas de néctar floral
Cientistas descobrem o gene que direciona o desenvolvimento do estímulo, batizado com o nome do técnico do NBA Spurs
Por Juan Siliezar - 11/11/2020


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 Organísmica e Evolutiva de Harvard que liderava o projeto buscou algo um tanto irônico. Ela o chamou de POPOVICH, em homenagem ao técnico 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 recém-descoberto comanda as esporas de néctar 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 estímulo, como uma espécie de treinador controla o desenvolvimento de sua equipe”, disse Ballerini, que é um antigo Golden State Fã do Warriors e fã de meio período do Celtics por causa de seu tempo na área de Boston, mas respeita os Spurs e admira a liderança de Popovich.

O trabalho é descrito em um estudo publicado recentemente no PNAS.

Os esporões de néctar 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 espécies com esporas de néctar são muito mais diversas do que seus parentes próximos 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 referência da NBA, o que realmente entusiasmou os biólogos evolucionistas com a descoberta é que as descobertas têm o potencial de ajudá-los a entender como os organismos obtêm sua vasta gama de formas e características e, então, como essas características evoluem.

As esporas de néctar 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 evoluíram para ter asas, por exemplo, se espalharam em várias espécies diferentes ao longo de milhões de anos. Outras inovações importantes são os olhos ou a espinha dorsal dos mamíferos.

A maioria das inovações importantes aconteceu no passado, tornando a identificação de sua origem cada vez mais difícil. No grupo de plantas que os pesquisadores estudaram, no entanto, as esporas de néctar floral existem há apenas cerca de 5 a 7 milhões de anos.

“Dado que o esporão de néctar Aquilegia evoluiu relativamente recentemente e é formado por modificações em um único órgão floral, ele oferece uma oportunidade única de começar a dissecar a base de desenvolvimento e genética de uma inovação chave, que, por sua vez, fornecerá uma visão sobre sua origem ”, escreveram os pesquisadores.

Os pesquisadores acreditam que o gene está entre as primeiras inovações chave para as quais os cientistas identificaram o gene crítico, abrindo a porta para uma série de áreas na compreensão de como a forma e a morfologia são alcançadas em flores e outros seres vivos.

“Estamos particularmente interessados ​​em novos recursos que parecem ser muito importantes para a promoção de eventos de especiação”, disse Kramer, Bussey Professor de Biologia Organísmica e Evolutiva e presidente do Departamento de Biologia Organísmica e Evolutiva. “Em termos de um traço morfológico, como o esporão de néctar, perguntamos: como mudou o desenvolvimento [da espécie]? … Isso nos dá, essencialmente, uma alça, um ponto de partida para tentar começar a entender essa rede genética. ”

Os pesquisadores fizeram a descoberta usando uma combinação de técnicas que incluíam sequenciamento genético e cruzamento de espécies e análises de expressão gênica. Uma das chaves era usar uma espécie de Aquilegia nativa da China e conhecida por ser o único membro desse gênero, entre 60 a 70 espécies, a não ter esporas de néctar.

A equipe começou repetindo um estudo de 1960 do geneticista russo W. Praźmo que cruzou a flor sem esporão com uma espécie com esporão e sugeriu que um único gene recessivo era responsável pela perda do esporão. Ao contrário de Praźmo, eles tinham as ferramentas genéticas 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 genéticas os levaram ao POPOVICH, que eles chamam de POP, e o confirmaram usando um vírus geneticamente modificado que destrói, ou suprime, genes-alvo.

“Pegamos uma espécie que tem esporas e normalmente tem expressão de POP, e regulamos negativamente a expressão de POP”, disse Kramer. “Mostramos que ele perdeu as esporas, e esse resultado foi o que uniu tudo. Este não é apenas um gene que é especificamente expresso em esporas, mas quando você o destrói, ele perde suas esporas. ”

Embora tudo isso seja uma evidência forte, mais trabalho é necessário para confirmar suas descobertas.

“Há várias direções que gostaríamos de seguir, incluindo tentar descobrir como a expressão do POP é controlada, quais genes o POP regula a expressão e o que o gene POP está fazendo nos parentes sem estímulo de Aquilegia ”, disse Ballerini .

Este trabalho foi parcialmente financiado pela National Science Foundation e pelo National Institutes of Health.

 

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