Quando um organismo encontra uma ameaça em seu ambiente, é vantajoso para a espécie alertar os outros sobre o perigo. A lombriga microscópica C. elegans regularmente encontra perigos em seu ambiente, como a bactéria patogênica P. aeruginosa, que parece ser uma fonte de alimento atraente, mas pode adoecer vermes se ingerida.
A C. elegans não está equipado para gritar avisos como um humano faria, mas um novo trabalho de pesquisadores do laboratório do pesquisador de Princeton Coleen Murphy mostra que vermes que encontram P. aeruginosa podem ajudar outrps indivíduos a evitar o perigo e identifica uma parte crucial do mecanismo pelo qual isso é feito.
Em um trabalho anterior, o laboratório de Murphy descobriu que os vermes-mães doentes de P. aeruginosa aprendem a evitar a bactéria e podem imprimir esse comportamento de evitação em seus descendentes nas próximas quatro gerações. Os vermes-mães que comeram P. aeruginosa absorvem um pequeno RNA bacteriano chamado P11 através de seus intestinos, que dispara um sinal nas células reprodutivas da linha germinativa do verme que é então transmitido a um neurônio que controla o comportamento. Posteriormente, o novo comportamento é transmitido para a progênie futura por meio de alterações feitas nas células da linha germinativa. Em seu novo artigo, os co-autores Rebecca Moore, Rachel Kaletsky e Chen Lesnik e colegas mostram que o comportamento de evitação também pode ser transmitido de vermes treinados para outros vermes adultos ingênuos.
“Descobrimos que um verme pode aprender a evitar essa bactéria patogênica e se moermos esse verme, ou mesmo apenas usarmos a mídia em que os vermes estão nadando, e darmos essa mídia ou lisado de verme esmagado a vermes ingênuos, esses vermes agora ‘aprenda’ a evitar o patógeno também “, explica Murphy.
Essa descoberta sugere que os vermes secretam algum sinal que, quando captado por outros vermes, pode modificar seu comportamento. Curiosamente, a progênie de vermes “educada” pelo recebimento desse sinal também evita P. aeruginosa patogênica nas quatro gerações seguintes. Isso sugere que o sinal secretado desencadeia a mesma via de aprendizagem em vermes receptores como naqueles diretamente expostos ao patógeno. O grupo de Murphy procurou identificar o sinal secretado.
“O que descobrimos é que um retrotransposon chamado Cer1 que forma partículas semelhantes a vírus parece carregar uma memória não apenas entre os tecidos (da linha germinativa do verme para seus neurônios), mas também entre os indivíduos”, diz Murphy.
Um retrotransposon é um elemento genético, semelhante a um vírus, que se inseriu no DNA de um animal hospedeiro. Os pesquisadores descobriram que Cer1 está presente no DNA das células da linhagem germinativa dos vermes, e que os vermes-mãe nos quais o retrotransposon foi derrubado por interferência de RNA não conseguiam aprender a evitar P. aeruginosa por meio da exposição a P11, comportamento de evitação de transporte para a prole , ou educar vermes próximos. Além disso, os vermes receptores adultos precisavam que Cer1 estivesse presente em seu genoma para aprender a evitar o patógeno. Os autores descobriram que duas cepas de vermes selvagens que naturalmente carecem de Cer1 são incapazes de fazer essas coisas, sugerindo que nessas cepas, Cer1 é necessária para estabelecer, transmitir e receber esse comportamento de evitação.
“Achamos que Cer1 pode dar aos vermes uma vantagem em sua batalha contra patógenos, embora adquirir Cer1 em seu genoma possa ser deletério para o verme em condições não patogênicas”, disse Murphy.
“As descobertas de Murphy et al. São provocativas”, diz Craig Mello, professor de medicina molecular na Universidade de Massachusetts e co-descobridor da interferência de RNA. “Este é outro episódio intrigante em um número crescente de estudos que implicaram sinais de RNA sistêmico em influenciar o comportamento transgeracionalmente e, se este estudo estiver correto, agora até horizontalmente.”
Embora outros estudos tenham mostrado que animais como a lesma marinha Aplysia são capazes de transferir memórias entre indivíduos, o trabalho de Moore, Kaletsky, Lesnik e colegas é o primeiro a sugerir um mecanismo pelo qual tal transferência pode ocorrer na natureza. No entanto, este estudo também levanta uma série de questões urgentes. Por exemplo, como Mello aponta, agora está bem estabelecido que os vermes usam sinais de RNA para passar informações para a prole, mas atualmente não está claro o que Cer1 contribui para esse caminho.
“Por que o animal precisaria do vírus para passar sinais para a prole?” Mello pergunta. “O que exatamente está sendo transferido?”
Para demonstrar uma relação evoluída entre os vermes e o retroelemento Cer1, diz Mello, será importante preencher essas lacunas de compreensão. É exatamente para isso que o grupo de Murphy está trabalhando.
Publicado em 08/09/2021 08h30
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