Cientistas ressuscitaram os genes mutantes de um mamute em Wrangel Island

por Charlotte Hsu, Universidade de Buffalo

 

Crédito: Rebecca Farnham / University at Buffalo

Cerca de 4.000 anos atrás, uma pequena população de mamutes lanudos morreu na ilha de Wrangel, um refúgio remoto do Ártico ao largo da costa da Sibéria.

 

Eles podem ter sido os últimos de seu tipo em qualquer lugar da Terra.

 

Para aprender sobre a situação dessas criaturas gigantes e as forças que contribuíram para sua extinção, os cientistas ressuscitaram os genes mutantes de um mamute da Ilha Wrangel. O objetivo do projeto era estudar se os genes funcionavam normalmente. Eles não.

 

A pesquisa baseia-se em evidências que sugerem que, em seus dias finais, os animais sofriam de uma mistura de defeitos genéticos que podem ter prejudicado seu desenvolvimento, reprodução e capacidade de cheirar.

 

Os problemas podem ter decorrido do rápido declínio da população, o que pode levar a cruzamentos entre parentes distantes e baixa diversidade genética - tendências que podem prejudicar a capacidade de uma espécie de purgar ou limitar mutações genéticas prejudiciais.

 

"A principal inovação do nosso artigo é que realmente ressuscitamos os genes gigantescos da ilha Wrangel para testar se suas mutações eram realmente prejudiciais (a maioria das mutações na verdade não faz nada)", diz o principal autor Vincent Lynch, Ph.D., biólogo evolutivo na Universidade de Buffalo. "Além de sugerir que os últimos mamutes provavelmente eram uma população insalubre, é um conto de advertência para espécies vivas ameaçadas de extinção: se suas populações permanecem pequenas, elas também podem acumular mutações deletérias que podem contribuir para sua extinção".

 

O estudo foi publicado em 7 de fevereiro na revista Genome Biology and Evolution .

 

Lynch, professor assistente de ciências biológicas na Faculdade de Artes e Ciências da UB, ingressou na UB em 2019 e liderou o projeto enquanto estava na Universidade de Chicago. A pesquisa foi uma colaboração entre Lynch e cientistas da Universidade de Chicago, Universidade Northwestern, Universidade da Virgínia, Universidade de Viena e Penn State. Os primeiros autores foram Erin Fry, da Universidade de Chicago, e Sun K. Kim, da Northwestern University.

 

Para conduzir o estudo, a equipe de Lynch comparou o DNA de um mamute da Ilha Wrangel com o de três elefantes asiáticos e mais dois mamutes antigos que viviam quando as populações de mamutes eram muito maiores.

 

Os pesquisadores identificaram uma série de mutações genéticas únicas para o mamute Wrangel Island. Em seguida, eles sintetizaram os genes alterados, inseriram esse DNA nas células das placas de Petri e testaram se as proteínas expressas pelos genes interagiam normalmente com outros genes ou moléculas.

 

Os cientistas fizeram isso para genes que se pensa ou sabem estar envolvidos em uma série de funções importantes, incluindo desenvolvimento neurológico, fertilidade masculina, sinalização de insulina e olfato.

 

No caso de detectar odores, por exemplo, "sabemos como os genes responsáveis ​​por nossa capacidade de detectar aromas funcionam", diz Lynch. "Para que possamos ressuscitar a versão gigantesca, fazer com que as células em cultura produzam o gene gigantesco e depois testar se a proteína funciona normalmente nas células. Se não - e não - podemos deduzir que provavelmente significa que Wrangel Os mamutes das ilhas não conseguiram cheirar as flores que comeram. "

 

A pesquisa baseia-se em trabalhos anteriores de outros cientistas, como um artigo de 2017 em que uma equipe de pesquisa diferente identificou mutações genéticas potencialmente prejudiciais no mamute da Ilha Wrangel, estimadas como parte de uma população que contém apenas algumas centenas de membros da espécie.

 

"Os resultados são muito complementares", diz Lynch. "O estudo de 2017 prevê que os mamutes de Wrangel Island estejam acumulando mutações prejudiciais. 

Encontramos algo semelhante e testamos essas previsões ao ressuscitar genes mutados no laboratório. A mensagem que leva para casa é que os últimos mamutes podem estar muito doentes e incapazes de cheirar flores , então isso é triste. "