Estranho organismo constrói um novo genoma a cada vez que “faz sexo”

A quantidade de micro-organismos unicelulares existentes na natureza é infinita e muitos deles que já foram estudados por cientistas guardam características incríveis. O Oxytricha trifallax, que vive em lagoas em todo o mundo, é um exemplo disso.

Sob um microscópio eletrônico, ele mais parece uma bola de futebol americano com fios. As pequenas franjas são os cílios que ele usa para se movimentar e devorar algas. Porém, o que é curioso mesmo no Oxytricha é o que ele faz com o seu DNA.

Ao contrário dos humanos e a maioria dos outros organismos da Terra, o Oxytricha não tem relações sexuais (ou cruzamentos) para aumentar seus descendentes. Eles, na verdade, se recriam. Quando sua comida é abundante, o Oxytricha reproduz, fazendo clones imperfeitos de si mesmo.

"Se eles estão bem alimentados, eles não vão acasalar", explica Laura Landweber, uma bióloga molecular da Universidade de Princeton e principal autora de um estudo recente sobre a genética da Oxytricha. Mas quando o organismo fica com fome ou estressado, ele vai à procura de sexo.

Ou seja, tendo comida, o Oxytricha faz a festa sozinho mesmo. Se não tem, ele sai em busca de parceiros dispostos a trocar uma ideia em um lugar mais reservado. Mas, quando a última coisa citada acontece, outro fato curioso ocorre: quando dois organismos se unem para o “sexo” (como na imagem abaixo), o resultado final é: duas células.

"Eles aperfeiçoaram a arte do sexo sem reprodução", disse Landweber ao Wired. A cientista explica que o exterior das duas células permanece o mesmo, mas cada célula troca de metade do seu genoma com a outra. Dessa forma, elas ressurgem com um genoma rejuvenescido. Resumindo, a cantada de um Oxytricha para outro pode ser: “E aí, tá a fim de fazer uma troca de DNA comigo?”.

Outras curiosidades

Em tamanho, o genoma do Oxytricha é aproximadamente comparável à nossa. Ele tem cerca de 18.500 genes, em comparação com 20.000 ou mais para os seres humanos. Mas isso é uma das poucas coisas que temos em comum com este protista morador de lagoas.

Ao contrário das células de plantas e animais (além de fungos), uma célula Oxytricha tem pelo menos dois núcleos. Um núcleo contém uma cópia funcional do genoma — todo o DNA que utiliza para fazer o RNA e proteínas essenciais para a sua vida.

No ano passado, a equipe de Landweber descobriu que o DNA no núcleo funcional do Oxytricha é dividido em cerca de 16.000 "nanocromossomos”, a maioria contendo apenas um único gene. É um número impressionante, pois a maioria das plantas e animais comuns tem algo em torno de uma dúzia a uma centena de cromossomos (nós, seres humanos temos 23 pares).

Em um artigo recente na revista Cell, Laura Landweber e seus colegas descreveram uma disposição ainda mais estranha no segundo núcleo da Oxytricha, que contém os genes que são passados para a próxima geração.

Neste núcleo, a Oxytricha tem cerca de uma centena de cromossomos, que são constituídos de um total de cerca de 225.000 partes de DNA. Dezenas de milhares destas peças são criptografadas: as letras do código genético são invertidas ou alteradas em relação à cópia correspondente no núcleo funcional.

Quando duas células acasalam, cada parceiro transfere um conjunto desses cromossomos para o outro. Em seguida, cada célula divide os cromossomos em suas 225 mil partes, utilizando-as para montar um novo genoma funcional, decifrando as peças criptografadas ao longo do processo.

"É realmente como observar um algoritmo; é como um computador celular. Sem dúvida, é a arquitetura de genoma mais complexa que qualquer outro eucariota conhecido”, disse Laura Landweber.

A razão para toda essa complexidade é um mistério. Uma possibilidade, segundo a pesquisadora, é que a criptografia de seu DNA ajuda o Oxytricha a frustrar os vírus que poderiam fixar residência em seu genoma.

Ou talvez a sua capacidade de codificar, decodificar e reconstruir seu genoma deixaram o organismo e seus ancestrais criarem novas variações genéticas que os ajudaram a sobreviver a quaisquer dificuldades que encontraram em seus dois bilhões de anos na Terra.