Para criaturas de aparência tão simplista e facilmente esquecidas, a hidra certamente tem poderes incríveis – incluindo a capacidade absurda de fazer suas próprias cabeças crescerem novamente se decapitadas.
Esses animais invertebrados de água doce também são um dos exemplos mais próximos que temos de um ser imortal. A menos que totalmente destruídas no sistema digestivo de um predador ou consumidas pelo fogo, as células-tronco da hidra podem se replicar indefinidamente.
A Hydra pode muito bem ressuscitar depois de ser dilacerada – desde que pelo menos cinco células organizadoras da cabeça permaneçam intactas, elas se espalharão umas pelas outras, se combinarão e começarão a organizar o resto da bagunça restante de células de volta ao corpo.
Esses traços incríveis há muito prendem a atenção dos cientistas, mas ainda há muito sobre como eles funcionam que permanece misterioso.
Parte do filo cnidário de animais, que inclui águas-vivas, corais e anêmonas do mar, a hidra de 10-20 mm vive em ambientes tropicais de água doce e temperados.
Seus corpos minúsculos e gelatinosos têm tentáculos semelhantes a anêmonas em uma extremidade e um único pé basal atarracado na base que excreta matéria pegajosa para se agarrar à superfície. Como todos os cnidários, seu plano corporal é radialmente simétrico, em contraste com nossa simetria bilateral.
Na extremidade da cabeça da hidra, entre seu anel de tentáculos, está seu hipóstomo em forma de cúpula – uma estrutura que se torna sua boca quando eles se abrem para comer. As células se unem novamente quando não estão em uso, e dentro dessa mesma estrutura é onde essas células organizadoras de cabeça de 50 a 300 geralmente residem.
Essas células determinam que suas vizinhas devem assumir a forma de células principais – sinalizando qual célula deve formar o hipostomo e qual deve se tornar parte dos tentáculos agarradores.
Se a hidra for cortada em duas, em qualquer lugar ao longo de seu terço superior, o pedaço restante do corpo desenvolverá mais células organizadoras, que então formarão uma nova cabeça brilhante para o animal.
Essas células de comando também aparecem naturalmente ao longo do corpo da hidra quando ela está brotando, reproduzindo-se assexuadamente.
Para entender esses poderes míticos da hidra, o biólogo da Universidade da Califórnia Aide Macias-Muñoz e colegas examinaram mais de perto a genética da hidra, comparando a expressão do gene durante a regeneração e o brotamento da cabeça. Eles mapearam quais áreas do genoma estavam abertas para a expressão gênica no hipostomo e nos tecidos em brotamento.
Pesquisas anteriores sugeriram que a epigenética de múltiplas vias de desenvolvimento está envolvida, referindo-se a como os genes nessas vias são regulados. Mexer com alguns dos genes reguladores pode produzir alguns resultados bizarros, como vários organizadores de cabeça ao longo do corpo da hidra.
“Uma descoberta empolgante deste trabalho é que os programas de regeneração de cabeça e brotamento em Hydra são bastante diferentes”, diz Macias-Muñoz.
“Mesmo que o resultado seja o mesmo (uma cabeça de hidra), a expressão do gene é muito mais variável durante a regeneração. A expressão dinâmica do gene que acompanha está a remodelação dinâmica da cromatina em locais onde os fatores de transcrição do desenvolvimento se ligam.”
Em outras palavras, o andaime em torno do qual o DNA se forma para formar – sua cromatina – é aberto nessas regiões para permitir que as células façam uso desses genes de desenvolvimento.
Muitas dessas 2.870 regiões do genoma – identificadas como estando ‘em uso’ dentro das células organizadoras durante a regeneração da cabeça – incluem genes potenciadores, cujos produtos ajudam a impulsionar outros processos de desenvolvimento.
Essas descobertas sugerem que esses intensificadores de desenvolvimento complexos estavam presentes antes da cisão evolutiva da Cnidaria do grupo de animais simétricos bilateralmente (o que nos inclui), há 600 milhões de anos, explica Macias-Muñoz.
A equipe também encontrou uma família de genes envolvidos na regeneração da cabeça chamada Fos, que também é vista em processos de regeneração em outras espécies, incluindo peixes, salamandras e ratos.
Os genomas de cnidários como a hidra são surpreendentemente semelhantes aos nossos, particularmente em genes codificadores de proteínas, o que significa que as diferenças claras em nossa morfologia são provavelmente devido a como os genes são regulados, explicam os pesquisadores.
Foi demonstrado que os genes estimuladores regulatórios evoluem mais rapidamente do que outras sequências de codificação em animais modelo de mamíferos, o que pode indicar um mecanismo importante que impulsiona a mudança e a diversidade ao longo de longos períodos evolutivos.
“Portanto, o estudo de cnidários oferece oportunidades potenciais para elucidar aspectos-chave da evolução [animal], como a formação do plano corporal [bilateral] e do sistema nervoso”, escreveu a equipe em seu artigo.
A notável capacidade da hidra de regenerar sua própria cabeça é certamente um exemplo espetacular do poder da epigenética.
Publicado em 09/12/2021 14h00
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