Os elementos transponíveis (TEs) são sequências de DNA repetitivas e dispersas no genoma de organismos eucariotos. Possuem capacidade móvel, podendo “saltar” de um local cromossômico para outro (caso estejam ativos) e por isso atuam como um importante substrato para a evolução dos genomas. Os chamados Retrotransposons se movimentam utilizando uma molécula de RNA intermediário, cujo transcrito (RNA) é utilizado para a síntese de uma nova cópia de DNA, produzido através da atividade da enzima transcriptase reversa. Logo, a cada ciclo de transposição, esses elementos mantém uma cópia em seu local de origem e inserem a nova cópia em um novo local do genoma. Por essa razão, esses elementos estão diretamente relacionados com o aumento do tamanho dos genomas.
Sabendo da importância evolutiva desses elementos nos genomas, a bióloga Joana Moura Gama buscou investigar em seu mestrado qual a diversidade de retrotransposons e como esses elementos evoluíram no genoma de três espécies de sapos: duas espécies africanas (Xenopus tropicalis e Xenopus laevis) e uma espécie endêmica do Brasil (Pipa carvalhoi). Essas espécies pertencem a uma mesma família de Anuros e são proximamente aparentadas. Assim como as diferentes espécies são catalogadas e recebem um “nome científico” e são ordenadas dentro de uma classificação taxonômica, TEs são classificados em um sistema similar. Sob orientação do Prof. Daniel Bruschi (UFPR) e da Dra. Adriana Ludwig (ICC-Fiocruz), Joana trabalhou com retrotranspons da ordem LINE, que reúne diferentes famílias desses TEs. Cada família é formada por grupos de sequências que são molecularmente semelhantes. Em seu mestrado, a discente encontrou uma diversidade de famílias de elementos comum entre as três espécies (elementos das famílias Rex1, L2, Cr1, L1, TX1), que possivelmente foram herdadas a partir de um ancestral comum (estima-se que essas espécies partilharam de um último ancestral em comum a pelo menos 136 milhões de anos!). Apenas uma família (RTE) não esteve presente no genoma de Xenopus tropicalis, possivelmente tendo sido perdida durante a evolução desta espécie.
Os TEs são transferidos verticalmente de uma espécie ancestral para as espécies derivadas durante o processo de especiação. Por isso dizemos que este tipo de transferência segue o fluxo vertical da árvore da vida, onde existe uma relação de parentesco entre as espécies que compartilham um mesmo TE. No entanto, algo foi bastante curioso entre os achados deste trabalho: dentro de algumas famílias de TEs foi observado um nível surpreendente alto de similaridade (acima de 90%) entre as sequências de TEs das espécies de anfíbios estudadas e com sequências de peixes. Esse dado foi inesperado, já que peixes e anfíbios partilharam de um último ancestral em comum a pelo menos 400 milhões de anos. Esses achados contrariam as premissas da transferência vertical, o que levou joana e seus colaboradores a testar uma hipótese alternativa: a Transferência Horizontal (TH) de sequências de DNA. Este mecanismo tem sido utilizado para explicar a ocorrência de sequências de DNA idênticas (ou muito similares) no genoma de espécies que não tem nenhuma proximidade filogenética mas que ocupam o mesmo nicho ecológico. Curiosamente, as três espécies de anfíbios estudados tem seus adultos mantendo hábito de vida essencialmente aquático, o que pode ter facilitado a troca de sequências de DNA entre anfíbios e peixes ao longo da evolução. Validações laboratoriais precisam ainda ser realizadas para confirmar essa hipótese, no entanto, estudos tem apontado inúmeros outros casos de TH em vertebrados, sendo os mais frequentes aqueles que envolvem a ocorrência de TH entre espécies aquáticas.
Os dados foram recentemente publicados no importante periódico internacional Molecular Phylogenetics and Evolution. A pesquisa contou com com a colaboração da Dra. Adriana Ludwig do Instituto Carlos Chagas, especialista em evolução de elementos genéticos móveis, Dr. Dieval Guizelini do Programa de Pós-Graduação em Bioinformática na UFPR e da Dra. Shirlei Maria Recco-Pimentel do Departamento de Biologia Estrutural e Funcional da UNICAMP.
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