🧬 Uma arquiteta do ADN caída em desgraça através da evolução

Num artigo publicado na revista Nature Communications, cientistas estudaram uma proteína, chamada HP1, que está envolvida na organização do ADN. Presente tanto no fermento de fissão como nos mamíferos, esta proteína pode formar "condensados" que permitem agrupar certas regiões do ADN. Mas esta capacidade diminui ao longo da evolução até desaparecer no rato, dando lugar a outras estratégias para regular a expressão dos genes.

Proteína 1 da Heterocromatina, uma arquiteta do ADN

A HP1 (Proteína 1 da Heterocromatina) é uma proteína associada à cromatina, que ajuda a compactar o ADN e a controlar a atividade dos genes. É amplamente conservada ao longo da evolução, desde o fermento de fissão até aos mamíferos. Os cientistas há muito suspeitam que ela possa reunir o ADN em condensados, uma espécie de gotículas, através de um processo chamado separação de fases líquido-líquido.


Este processo permitiria agrupar regiões específicas de ADN para formar zonas densas de ADN chamadas "heterocromatina". Mas esta hipótese permanecia controversa, pois os dados experimentais sobre a HP1 divergem fortemente consoante as espécies estudadas.

Uma capacidade perdida nos mamíferos

Num estudo publicado na Nature Communications, cientistas compararam diretamente as propriedades da HP1 proveniente de três espécies: o fermento Schizosaccharomyces pombe, a mosca Drosophila melanogaster e o rato Mus musculus.

Eles estudaram o comportamento destas proteínas in vitro e em células de mamíferos. Resultado: a HP1 do fermento e da mosca forma de facto condensados por separação de fases e agrupa a cromatina em estruturas densas. Em contrapartida, a HP1 do rato é incapaz de o fazer.

Mais surpreendente ainda, quando se introduz as HP1 do fermento ou da mosca em células de rato, elas conseguem reorganizar a cromatina, provando que esta propriedade é funcional num contexto de mamífero. Isto sugere que a capacidade da HP1 para formar condensados foi perdida ao longo da evolução.

Os investigadores relacionam esta perda a dois fatores: uma diminuição da desordem intrínseca na estrutura das proteínas HP1 dos mamíferos, associada, nestes últimos, à atenuação da separação de fase por paralogias da HP1 (outras versões da proteína). Por outras palavras, a complexificação dos sistemas celulares pode ter tornado inútil, ou mesmo indesejável, a antiga função de separação de fases.


Finalmente, mesmo quando a HP1 da mosca introduzida em células de mamíferos provoca condensados, os efeitos na expressão dos genes são modestos. Isto sugere que a organização espacial da cromatina por separação de fases não é a principal alavanca de regulação dos genes, pelo menos nos mamíferos.

Este estudo lança uma nova luz sobre as relações entre organização nuclear, expressão dos genes e evolução. Convida a reconsiderar o papel funcional dos condensados nas células e coloca uma questão fascinante: a separação de fases, embora eficaz, terá sido relegada por outros mecanismos mais refinados ao longo da evolução?