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As ostras são um importante animal de aquicultura no Japão, pois produzem as belas pérolas que são procuradas para colares, brincos e anéis. No início da década de 1990, essa indústria de aquicultura estava faturando cerca de 88 bilhões de ienes anualmente. Mas, nos últimos 20 anos, uma combinação de novas doenças e marés vermelhas viu a produção de pérolas do Japão cair de cerca de 70.000 kg por ano para apenas 20.000 kg. Agora, pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), em colaboração com vários outros institutos de pesquisa, incluindo K. MIKIMOTO & CO., LTD, Pearl Research Institute e Japan Fisheries Research and Education Agency, construíram um genoma de ostras perlíferas de qualidade, em escala cromossômica, que eles esperam que possa ser usado para encontrar cepas resilientes. A pesquisa foi publicada recentemente em Pesquisa de DNA.
“É muito importante estabelecer o genoma”, disse um dos dois primeiros autores, Dr. Takeshi Takeuchi, cientista da equipe da Unidade de Genômica Marinha do OIST. “Os genomas são o conjunto completo de genes de um organismo – muitos dos quais são essenciais para a sobrevivência. Com a sequência genética completa, podemos fazer muitos experimentos e responder a perguntas sobre imunidade e como as pérolas se formam.”
Em 2012, o Dr. Takeuchi e seus colaboradores publicaram um rascunho do genoma da ostra pérola japonesa, Pintada fucata, que foi um dos primeiros genomas montados de um molusco. Eles continuaram o sequenciamento do genoma para estabelecer uma montagem do genoma em escala cromossômica de maior qualidade.
Dr. Takeuchi continuou explicando que o genoma da ostra é composto por 14 pares de cromossomos, um conjunto herdado de cada pai. Os dois cromossomos de cada par carregam genes quase idênticos, mas pode haver diferenças sutis se um repertório diversificado de genes beneficiar sua sobrevivência.
Tradicionalmente, quando um genoma é sequenciado, os pesquisadores mesclam o par de cromossomos. Isso funciona bem para animais de laboratório, que normalmente têm informações genéticas quase idênticas entre o par de cromossomos. Mas para animais selvagens, onde existe um número considerável de variantes de genes entre pares de cromossomos, esse método leva a uma perda de informação.
Neste estudo, os pesquisadores decidiram não mesclar os cromossomos ao sequenciar os genomas. Em vez disso, eles sequenciaram os dois conjuntos de cromossomos – um método muito incomum. Na verdade, é provavelmente a primeira pesquisa focada em invertebrados marinhos a usar esse método.
Como as ostras têm 14 pares de cromossomos, elas têm 28 no total. Os pesquisadores do OIST, Sr. Manabu Fujie e Sra. Mayumi Kawamitsu, usaram tecnologia de ponta para sequenciar o genoma. O outro primeiro autor, Dr. Yoshihiko Suzuki, ex-bolsista de pós-doutorado em Algoritmos para Genômica Ecológica e Evolutiva do OIST e agora na Universidade de Tóquio, e o Dr. Takeuchi reconstruíram todos os 28 cromossomos e encontraram diferenças importantes entre os dois cromossomos de um par — par cromossômico 9. Notavelmente, muitos desses genes estavam relacionados à imunidade.
“Diferentes genes em um par de cromossomos é um achado significativo porque as proteínas podem reconhecer diferentes tipos de doenças infecciosas”, disse o Dr. Takeuchi.
Ele ressaltou que quando o animal é cultivado, muitas vezes há uma linhagem que tem maior taxa de sobrevivência ou produz pérolas mais bonitas. Os fazendeiros costumam criar dois animais com essa linhagem, mas isso leva à endogamia e reduz a diversidade genética. Os pesquisadores descobriram que após três ciclos consecutivos de endogamia, a diversidade genética foi significativamente reduzida. Se essa diversidade reduzida ocorrer nas regiões cromossômicas com genes relacionados à imunidade, pode impactar a imunidade do animal.
“É importante manter a diversidade do genoma nas populações de aquicultura”, concluiu o Dr. Takeuchi.
Esta pesquisa foi apoiada por doações do Projeto da Bio-oriented Technology Research Advancement Institution, um projeto de regime especial em pesquisa avançada e desenvolvimento para tecnologia de próxima geração.
Comentário do Prof. Shugo Watabe (Professor Visitante da Universidade Kitasato, professor emérito da Universidade de Tóquio)
As pérolas cultivadas foram desenvolvidas pela primeira vez no mundo há 130 anos por Kokichi Mikimoto no Japão. Ainda hoje, são o segundo produto marinho mais exportado produzido no Japão, depois das vieiras. No entanto, a história da aquicultura de pérolas no Japão tem sido uma batalha contra doenças no ambiente da aquicultura. Os danos causados pela doença da descoloração vermelha, que surgiu em 1996, foram particularmente graves. A produção de pérolas cultivadas no Japão diminuiu significativamente. Nos últimos anos, a indústria de cultivo de pérolas está novamente enfrentando grandes problemas devido à disseminação de doenças causadas por vírus. Embora os detalhes das causas de doenças e contramedidas não tenham sido estabelecidos, foi apontado que o cultivo de pérolas no Japão pode estar sofrendo de deterioração genética devido à endogamia de ostras com características superiores, o que dificulta a resposta a vários fatores ambientais. mudanças e o surgimento de patógenos. Os resultados desta pesquisa lançaram luz sobre essa preocupação do cultivo de pérolas no Japão e são de grande importância industrial. Além disso, muitos dos genes envolvidos no sistema imunológico também foram identificados. Isso também fornece informações sobre o mistério da própria formação de pérolas, por que as ostras podem formar uma camada nacarada em resposta a um objeto estranho introduzido externamente. As pérolas Akoya produzidas por ostras peroladas japonesas atraem pessoas de todo o mundo com seu brilho único e gracioso, que não é visto em pérolas produzidas a partir de outras espécies de ostras peroladas. Espera-se que o presente estudo seja o início da elucidação genética dessa característica.
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