Pesquisadores descobrem “DNA Borg” capaz de assimilar genes

Pesquisadores descobrem “DNA Borg” capaz de assimilar genes

6 de fevereiro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Nomeado após a civilização Borg de Star Trek.

No processo de análise genética da comunidade microbiana de um pântano, cientistas americanos descobriram um novo tipo de enorme elemento genético, provavelmente capaz de assimilar os genes da archaea. Por esta razão, eles receberam o nome da civilização Borg da série de ficção científica Star Trek – Borg DNA.

Segundo os cientistas, esses elementos até então desconhecidos pertencem a microrganismos que oxidam o metano.


Além de bactérias e eucariotos, que incluem mamíferos, os taxonomistas distinguem o terceiro domínio dos organismos vivos – archaea. Fenotipicamente, eles podem ser chamados de micróbios, mas são bem diferentes das bactérias bioquimicamente, razão pela qual foram separados em um grupo separado.

Muitos representantes de archaea vivem em condições extremas – em altas temperaturas, em condições de maior salinidade, alta pressão.

Além disso, algumas espécies de arqueas atraem a atenção dos ecologistas, pois participam ativamente da circulação do metano atmosférico, um gás de efeito estufa.

Diferentes tipos de archaea podem produzir metano, liberá-lo na atmosfera e metabolizá-lo. Essas espécies vivem em condições anóxicas, típicas de pântanos, por exemplo.

Tudo o que você precisa saber sobre o novo DNA Borg

1. Geneticistas da Universidade da Califórnia em Berkeley estudaram uma dessas comunidades de archaea do pântano analisando seu metagenoma, ou seja, uma “mistura” de DNA de todos os microrganismos de uma determinada amostra.

2. Este método é frequentemente usado para análise de DNA de archaea, pois é difícil ou impossível cultivá-las em laboratório. Durante a análise, os cientistas descobriram elementos anteriormente desconhecidos, para quatro dos quais conseguiram restaurar completamente a sequência de DNA.

3. Estas acabaram por ser grandes (de 600 a 900 mil pares de bases) moléculas de DNA linear, limitadas por longas repetições invertidas. Os geneticistas sugeriram que as moléculas existem nas células como elementos extracromossômicos separados.

4. Os elementos revelaram-se enriquecidos com sequências repetitivas, tiveram início de replicação (cópia), bem como um sistema de proteção contra elementos móveis no formato CRISPR-Cas.

5. Além disso, continham muitos genes novos com funções desconhecidas. No entanto, os pesquisadores identificaram 20% de todos os genes como pertencentes ao gênero Archaea Methanoperedens. A análise de diferentes amostras de solo mostrou que a presença de elementos genéticos coincide com a presença dessas archaea, por isso os Methanoperedens foram preliminarmente chamados de hospedeiros do DNA desconhecido.

Diagramas de sequenciamento de DNA de Borg.  Crédito: Basem Al-Shayeb et al / BioRxiv, 2021
Diagramas de sequenciamento de DNA de Borg. Crédito: Basem Al-Shayeb et al / BioRxiv, 2021

6. Os cientistas descartaram a hipótese de que eles façam parte do genoma de uma espécie desconhecida, pois não encontraram genes que codificam o aparelho de síntese proteica nos elementos. Os genes Methanoperedens parecem ter entrado nessas moléculas por transferência horizontal.

7. Por sua capacidade de integrar genes, os pesquisadores deram aos novos elementos o nome de Borg – em homenagem à raça, ou civilização, de criaturas da série StarTrek que assimilaram várias tecnologias e objetos. Os quatro Borgs totalmente montados foram nomeados cores separadas – preto, ciano, magenta e lilás.

8. Os cientistas notaram que os Borgs são completamente diferentes dos elementos extracromossômicos conhecidos, como os plasmídeos, pois não contêm nenhum elemento característico deles. No entanto, é possível que esses elementos possam ser transferidos entre as células como alguns outros elementos extracromossômicos.

9. Entre os genes de arqueias encontrados nos Borgs, os geneticistas notaram especialmente o gene da enzima chave da oxidação do metano.

10. Se assumirmos que os genes Borg são transmitidos entre células no processo de transferência horizontal, então os genes para o metabolismo do metano podem se espalhar entre os microrganismos, participando da evolução das archaea.