O tubarão da Groenlândia não é exatamente carismático. Seu corpo maciço é coberto por uma pele áspera como lixa. Suas barbatanas, atrofiadas, situam-se de maneira desajeitada nas laterais de seu corpo. E seus olhos, perpetuamente nublados, frequentemente abrigam parasitas semelhantes a vermes que pendem enquanto o tubarão vagueia lentamente pelas profundezas dos oceanos Atlântico Norte e Ártico.
Mas, aparências à parte, a espécie possui uma capacidade surpreendente: pode viver por cerca de 400 anos. Agora, uma equipe internacional de cientistas da Europa e dos Estados Unidos mapeou o genoma do tubarão da Groenlândia, oferecendo aos cientistas a oportunidade de desvendar o segredo da notável longevidade do tubarão.
“Qualquer pesquisa sobre os mecanismos de como este animal consegue viver tanto tempo precisará, em algum momento, do sequenciamento do genoma”, disse Steve Hoffmann, um biólogo computacional no Instituto Leibniz para o Envelhecimento e na Universidade Friedrich Schiller de Jena, na Alemanha, que liderou a pesquisa.
Os achados, publicados como pré-print (ainda sem revisão por pares) em bioRxiv, fornecem uma montagem abrangente da composição genética do tubarão. Eles também oferecem insights iniciais sobre os genes específicos e mecanismos biológicos, incluindo uma rede de genes duplicados envolvidos na reparação do DNA, que podem ser responsáveis pela excepcional longevidade do tubarão.
Os cientistas descobriram que os tubarões da Groenlândia possuem genomas muito grandes: cerca de 6,5 bilhões de “pares de bases” de DNA, ou blocos de construção — cerca de duas vezes mais do que nos humanos, e o maior genoma sequenciado até o momento em relação a qualquer outro tubarão.
“Não teríamos adivinhado que é tão grande”, disse Arne Sahm, um bioinformata no Instituto Leibniz para o Envelhecimento e na Universidade Ruhr de Bochum, que foi o autor principal do estudo.
Surpreendentemente, mais de dois terços do genoma era composto por genes repetidos conhecidos como elementos transponíveis, ou genes saltadores.
Esses genes inserem-se em outros e se autorreplicam por meio de um mecanismo de copiar e colar. Ao fazer isso, muitas vezes interrompem o funcionamento normal dos genes e podem causar mutações, deleções ou duplicações, que podem levar ao desenvolvimento de doenças ou problemas de desenvolvimento no organismo.
“Estes são parasitas, parasitas genômicos”, disse Hoffmann. “Eles têm uma reputação bastante ruim.”
Os achados levaram os pesquisadores a se perguntarem como os tubarões poderiam viver tanto tempo se carregassem um número tão alto desses genes prejudiciais. Eles propuseram que o tubarão da Groenlândia poderia ter desenvolvido uma maneira única de sequestrar a maquinaria desses genes saltadores para duplicar genes envolvidos na reparação do DNA.
“Estes são animais que vivem mais do que os seres humanos, e eles fazem isso na natureza, sem medicamentos ou hospitais ou cuidados de saúde”, disse João Pedro de Magalhães, um biogerontologista molecular na Universidade de Birmingham, na Inglaterra, que não estava envolvido no estudo.
Estudar os tubarões, acrescentou ele, pode ajudar os cientistas a um dia “desenvolver terapias contra o câncer ou medidas de prevenção, ou um maior entendimento fundamental sobre o câncer que levará a benefícios clínicos” em humanos.
A notável longevidade do tubarão veio à luz em 2016, quando um estudo pioneiro publicado na Science usou métodos de datação por radiocarbono e técnicas de modelagem para estimar as idades de 28 tubarões da Groenlândia.
Os pesquisadores descobriram que os tubarões mais velhos poderiam viver por cerca de 400 anos e atingiam a maturidade sexual por volta dos 150 anos.
Atônitos, cientistas de todo o mundo têm estudado os tubarões da Groenlândia desde então para entender melhor como a espécie pode viver tanto tempo. Alguns estão olhando para o seu coração; outros estão focando em seu metabolismo, e muitos estão monitorando seu comportamento e ecologia.
O ápice foi desvendar o genoma do tubarão da Groenlândia.
Nos últimos cinco anos, pelo menos três equipes estiveram competindo para produzir um genoma completo do tubarão.
Hoffmann e seus colaboradores foram os primeiros a publicar o genoma do tubarão, que cobre cerca de 92% de todo o seu DNA.
“Não sabíamos nada antes sobre seu genoma, e agora temos o sequenciamento completo”, disse Steven Austad, um biólogo na Universidade do Alabama em Birmingham, que não estava envolvido no estudo. “Acho isso ótimo.”
Chegar a esta etapa exigiu um extenso trabalho de campo, incluindo várias expedições nas costas da Groenlândia, onde membros da equipe capturaram tubarões, os eutanasiaram e coletaram amostras de tecido de suas medulas espinhais.
Essas amostras de tecido foram então armazenadas em baixas temperaturas e enviadas ao Instituto Leibniz, onde o DNA foi extraído, sequenciado e comparado com o de outros tubarões. No final, a equipe sequenciou o DNA do tecido cerebral de um tubarão.
Um achado chave identificou uma rede de 81 genes que foram encontrados apenas em tubarões da Groenlândia e que desempenharam um papel na reparação do DNA.
Os pesquisadores hipotetizaram que os genes regulares de reparação do DNA evoluíram para explorar a maquinaria dos genes saltadores a fim de copiar e colar mais de si mesmos. Esse processo pode ter ajudado a contrabalançar o dano acumulado causado pelos genes saltadores e melhorar as habilidades de reparação do DNA do tubarão.
No centro desta rede estava um gene bem conhecido, chamado TP53, que tem sido implicado na reparação do DNA e na supressão de tumores. Um estudo publicado em 2016 mostrou que os elefantes carregavam 20 cópias desse gene, e os cientistas acreditam que o gene pode ser responsável pela forte resistência do animal ao câncer. O gene também foi encontrado estruturalmente alterado em tubarões da Groenlândia, embora a equipe ainda esteja avaliando se essa mudança poderia aumentar a longevidade do tubarão.
Os resultados sobre o tubarão são interessantes, disse Austad, mas ele alertou que duplicações nem sempre revelam muito. “Muitos genes são duplicados e não têm nenhuma consequência particular”, disse ele.
Ele acrescentou que os pesquisadores precisariam entender como esses achados se aplicam a células vivas de diferentes tipos, um esforço que poderia envolver o cultivo de células de tubarão da Groenlândia, convertendo-as em células-tronco e diferenciando-as em, digamos, células cardíacas ou cerebrais.
“Então você poderia manipular o genoma”, disse Austad.
Sahm disse que sua equipe esperava conduzir sequências genômicas de espécies que têm uma vida mais curta, mas são evolutivamente muito semelhantes aos tubarões da Groenlândia, como o tubarão dorminhoco do Pacífico. Isso também poderia lançar luz sobre o que permite que os tubarões da Groenlândia vivam tanto tempo.
Independentemente da direção que a pesquisa tomar, Austad disse, é um momento empolgante para a pesquisa sobre o tubarão da Groenlândia.
“Agora é quando a diversão começa”, disse ele. “Agora que temos o genoma, é uma questão de desenvolver hipóteses e depois testá-las.”
Este artigo foi originalmente publicado no The New York Times.
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