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Os polvos são animais fascinantes – e servem como importantes organismos modelo em neurociência, pesquisa cognitiva e biologia do desenvolvimento. Para obter uma compreensão mais profunda da sua biologia e história evolutiva, são necessários dados validados sobre a composição do seu genoma, o que faltava até agora. Cientistas da Universidade de Viena, juntamente com uma equipa de investigação internacional, conseguiram agora colmatar esta lacuna e, num estudo, determinaram números impressionantes: 2,8 mil milhões de pares de bases – organizados em 30 cromossomas. O que parece tão simples é o resultado de análises complexas do genoma assistidas por computador e de comparações com os genomas de outras espécies de cefalópodes. Esta pesquisa inovadora acaba de ser publicada na revista G3: Genes/Genomas/Genética.
Os polvos, juntamente com as lulas e os chocos, pertencem a um grupo de cefalópodes coleóides constituído por várias centenas de espécies que se caracterizam por estilos de vida altamente diversificados, estrutura corporal e adaptações ao seu ambiente. O estudo destes animais remonta a uma longa tradição, especialmente porque a plasticidade neuronal do cérebro do polvo – ou seja, a capacidade do cérebro de mudar e adaptar-se à medida que aprende e experimenta coisas novas – fornece evidências da existência de estruturas funcionalmente análogas para os cérebros dos mamíferos. Isso os torna um grupo modelo comparativo para estudos neurofisiológicos. Além disso, a sua capacidade de regenerar partes dos seus corpos, bem como as rápidas mudanças nos seus padrões corporais, que são importantes para a camuflagem e a comunicação, fazem dos polvos um objecto de investigação popular para estudar como estas características inovadoras surgiram – e como mudaram -. – durante a evolução.
Fechando uma lacuna
Na comunidade científica tem havido uma necessidade crescente de conhecimento detalhado sobre os genomas dos cefalópodes para compreender a evolução das suas características únicas e da sua biologia. Uma contribuição importante para este objectivo é a codificação do genoma do polvo comum ao nível dos cromossomas – uma informação que não estava disponível até agora. Isto foi agora remediado por uma equipa de investigação da Universidade de Viena, que – juntamente com colegas da KU Leuven (Bélgica), do Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG; Espanha) e da Stazione Zoologica Anton Dohrn (Itália) – – “forneceu” os dados que faltavam e realizou extensos estudos de biologia molecular e assistidos por computador do genoma do polvo. “Com as nossas tecnologias atuais utilizadas na investigação genómica, fomos capazes de criar uma espécie de “mapa do genoma” do polvo, mostrando como a informação genética está organizada ao nível dos cromossomas”, explica a primeira autora do estudo, Dalila Destanovik, cientista do Simakov. Laboratório do Departamento de Neurociências e Biologia do Desenvolvimento da Universidade de Viena. Este genoma de referência, altamente resolvido ao nível dos cromossomas, permitirá à comunidade científica compreender melhor as características e a biologia destes animais fascinantes, por um lado, e também traçar a história evolutiva dos Polvo vulgar no outro. As equipes de pesquisa podem agora investigar ou compreender melhor a trajetória evolutiva dos cefalópodes coleóides e de moluscos mais distantes, como amêijoas ou caracóis.
2,8 bilhões de pares de bases – 30 cromossomos
Na verdade, os pesquisadores conseguiram identificar 30 cromossomos no Polvo vulgar genoma, no qual 99,34% dos 2,8 bilhões de pares de bases estão organizados. Isto significa que os cientistas têm agora uma sequência de referência de alta qualidade que servirá de base para futuros estudos sobre a função dos genes e, assim, para uma melhor compreensão das propriedades biológicas do polvo comum. A estrutura cromossômica do Polvo vulgar O genoma também fornecerá informações sobre a história evolutiva dinâmica desses organismos, estimando as taxas de rearranjo cromossômico. Já, comparando o Polvo vulgar genoma com os genomas de outras quatro espécies de polvo, os pesquisadores conseguiram mostrar que todos os cromossomos apresentam inúmeras mudanças estruturais que ocorreram durante a evolução, quebrando pedaços de cromossomos, reorganizando-os e reconectando-os no mesmo cromossomo. “Mesmo entre espécies intimamente relacionadas, observamos inúmeras mudanças estruturais nos cromossomos. Esta descoberta levanta questões sobre a dinâmica do genoma ao longo de sua história evolutiva e abre a porta para investigar como isso se relaciona com suas características únicas”, explica Dalila Destanovik. A dinâmica história evolutiva do genoma do polvo abrange um período de 44 milhões de anos – e muitas questões de investigação interessantes ainda estão em aberto. Os resultados do presente estudo equivalerão a responder a algumas destas questões, unindo os métodos tradicionais Polvo vulgar pesquisa em neurobiologia, comportamento e desenvolvimento para insights de genética molecular nessas áreas.
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