A criação de zigotos a partir do material genético e do citoplasma de duas espécies de ratos produz descendentes que diferem drasticamente dos seus pais, mostra um novo estudo.
Quarenta anos atrás, um pesquisador de pós-doutorado chamado James McGrath, que passaria mais de três décadas como geneticista clínico e cientista pesquisador em Yale, fez uma descoberta que avançou a compreensão dos cientistas sobre o controle genético e as regras que regem a herança genética.
Esta semana, naquele que é o seu estudo final, McGrath faz outra contribuição fundamental para o campo da genética – uma contribuição que pode ter implicações para a evolução de uma nova espécie.
As descobertas, publicadas na revista Science Advances, foram publicadas postumamente para McGrath, que morreu em março.
O estudo, que McGrath conduziu com colegas de Yale, explorou um fenômeno genético que o intrigou. Quando um espermatozóide fertiliza um óvulo, o zigoto resultante possui a informação genética de ambas as células, mas apenas o citoplasma – a substância que preenche a célula – do óvulo. Isso significa que qualquer uma das organelas encontradas no citoplasma das células dos pais masculinos não é transferida.
É possível que o caso teórico em que o citoplasma do macho entra no óvulo da fêmea durante a fertilização possa levar ao surgimento de novas espécies.
“Assim que o espermatozoide entra no óvulo, o citoplasma do homem desaparece”, disse Tamas Horvath, professor de medicina comparativa Jean e David W. Wallace na Escola de Medicina de Yale e co-autor sênior do estudo. “James queria saber, e se não desaparecer? E se você misturar o pool genético com o pool citoplasmático?”
Para explorar esta questão, os investigadores cruzaram duas espécies diferentes de ratos, criando zigotos que tinham o citoplasma do material nuclear de ambos os machos. doméstico ratos e fêmea desprezo ratos. Eles cruzaram espécies diferentes, pois as contribuições do citoplasma de cada progenitor podem ser mais aparentes do que adotar a mesma abordagem em um macho e uma fêmea da mesma espécie.
Quando um doméstico o macho é naturalmente criado com um desprezo fêmea, as fêmeas não produzem descendentes. Mas através da técnica do zigoto misturado – uma abordagem que os investigadores apelidaram de “verdadeira hibridização” – nasceram descendentes, indicando que algo no citoplasma masculino foi capaz de ultrapassar esta barreira reprodutiva.
Curiosamente, a prole parecia bastante diferente de qualquer uma das espécies parentais.
“As mulas são descendentes de um cavalo e de um burro, e você pode ver que elas estão entre as duas espécies parentais”, disse Horvath. “Mas os verdadeiros camundongos híbridos eram muito maiores do que qualquer uma das espécies parentais. Eles tinham padrões metabólicos e de crescimento completamente diferentes.”
Estas diferenças físicas e fisiológicas sugerem um mecanismo potencial para a evolução, disse Horvath. É possível, diz ele, que o caso teórico em que o citoplasma do macho entra no óvulo da fêmea durante a fertilização possa levar ao surgimento de novas espécies.
“Este salto no fenótipo que vemos aqui nos verdadeiros camundongos híbridos, na minha opinião, representa um passo potencial para a evolução”, disse Horvath. “E estas descobertas dão-nos novas questões a prosseguir na evolução, o que de outra forma é um empreendimento muito conceptual.”
Alguns mistérios permanecem. Os verdadeiros ratos híbridos neste estudo eram, curiosamente, todos machos e todos estéreis. Mais pesquisas serão necessárias para descobrir por que isso acontece e para explorar quais componentes do citoplasma estão subjacentes às descobertas do estudo atual.
James era um clínico. Ele era um geneticista. Ele cuidava de crianças com complicações genéticas. E ele tinha um interesse incrível pela ciência.
Ao longo de sua carreira, McGrath se interessou pelos mecanismos biológicos fundamentais e como eles afetam o desenvolvimento e as doenças. Em 1984, ele descobriu a impressão genômica, na qual certos genes carregam “impressões” – pequenas modificações genéticas que ocorrem durante a formação de óvulos e espermatozoides – que determinam se eles estarão ligados ou desligados na prole.
Seu trabalho mais recente mostrou que diferentes ambientes do citoplasma do ovo podem levar a diferentes desenvolvimentos dos descendentes.
“James era um clínico. Ele era um geneticista. Ele cuidava de crianças com complicações genéticas. E tinha um interesse incrível pela ciência”, disse Horvath. “Ele era um ser humano notável e vamos garantir que continuaremos seu trabalho”.
Leyla Sati, da Faculdade de Medicina da Universidade Akdeniz, na Turquia, foi a primeira autora do estudo. Luis Varela, da Yale School of Medicine, foi coautor.
Mallory Locklear
