Uma reconstrução dos genomas da microflora oral abrangendo um período colossal de 100.000 anos da história humana pode ter revelado uma mudança surpreendente nos tipos de bactérias que gostam de chamar nossas bocas de lar.
Pesquisadores de toda a Alemanha e dos EUA se uniram para decodificar o DNA extraído da placa dentária de restos humanos e neandertais, usando as sequências para recriar proteínas usadas pela bactéria.
É um grande momento no estudo dos micróbios que os humanos abrigam, dando-nos informações sobre as bactérias que não fazem mais parte do ecossistema pessoal do nosso corpo. No futuro, essas descobertas podem até ser usadas para desenvolver novos tratamentos com medicamentos.
O tártaro, ou placa dentária calcificada, é um esconderijo perfeito para micróbios, razão pela qual seu dentista enfatiza a importância de escovar os dentes e usar fio dental diariamente. Por melhor que seja em fornecer proteção para as bactérias, os pesquisadores ainda conseguiram extrair apenas pequenos pedaços de DNA das amostras antigas para trabalhar. Isso deixou muito trabalho de detetive científico para decifrar as sequências.
“Um genoma bacteriano típico tem 3 milhões de pares de bases, mas o tempo fragmenta o DNA antigo que recuperamos em um comprimento médio de apenas 30 a 50 pares de bases”, diz a antropóloga Christina Warinner, da Universidade de Harvard, em Massachusetts.
“Em outras palavras, cada genoma bacteriano antigo é como um quebra-cabeça de 60.000 peças, e cada peça de tártaro dental contém milhões de genomas.”
Os pesquisadores começaram com placas de 12 neandertais (entre 40.000 e 102.000 anos) e 34 humanos (entre 150 e 30.000 anos).
Anteriormente, tais fragmentos genéticos teriam sido comparados aos genomas de espécies microbianas modernas – uma referência útil, mas que nunca revelará espécies novas ou extintas.
Nesse caso, os pesquisadores refinaram um processo conhecido como técnica de montagem de novo, em que pedaços menores de DNA podem ser construídos em um genoma inteiro.
É um pouco como tentar montar um quebra-cabeça com apenas algumas peças e nenhuma imagem para trabalhar. Uma variedade de truques, incluindo a identificação de sobreposições e padrões, são implantados para tentar preencher as lacunas – e após três anos de comparação e análise cuidadosas em todas as amostras, os genomas bacterianos puderam ser reconstruídos.
A partir dos genomas de qualidade notável, os pesquisadores identificaram uma sequência compartilhada chamada aglomerados de genes biossintéticos. Os genes dentro desses grupos desempenham um papel importante na construção de proteínas dentro da bactéria.
“É assim que as bactérias produzem produtos químicos realmente complicados e úteis”, diz Warinner. “Quase todos os nossos antimicrobianos e muitos dos nossos tratamentos com drogas derivam desses aglomerados de genes biossintéticos bacterianos”.
Transferindo sequências de DNA reconstruídas para bactérias modernas, os pesquisadores produziram com sucesso enzimas baseadas nos antigos projetos de micróbios que viveram na boca de nossos ancestrais. Uma dessas enzimas produziu moléculas orgânicas conhecidas como furanos, que hoje estão envolvidas na sinalização entre células bacterianas.
Com base em um estudo dos genes de ambos os lados da enzima produtora de furano, os pesquisadores suspeitam que essa versão específica possa desempenhar um papel na regulação da fotossíntese bacteriana.
Ao todo, o maior número de sequências de alta qualidade parecia pertencer a um gênero de bactéria chamado Chlorobium. Capazes de usar a luz para oxidar o enxofre para obter energia, esses micróbios não são exatamente os tipos de organismos que esperaríamos que estivessem aninhados contra nossos dentes.
É possível que eles já tenham vivido na boca humana, absorvendo os poucos raios que aquecem nossas amígdalas sempre que abrimos a boca. Ou eles eram uma consequência de beber água da lagoa.
Embora não estejamos falando sobre trazer micróbios de volta à vida aqui – uma versão bacteriana do Jurassic Park – os genomas antigos são úteis para dizer aos cientistas como nosso microbioma pode ter mudado e evoluído ao longo de dezenas de milhares de anos.
Por exemplo, há a questão de por que essas bactérias não estão mais em nossa boca – talvez devido a uma mudança de comportamento ou hábitos de consumo de bebida – algo que pesquisas futuras podem analisar.
“Agora podemos ampliar esse processo”, diz Warinner. “De repente, podemos expandir enormemente nossa compreensão do passado bioquímico.”
Publicado em 04/06/2023 12h49
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