As moléculas de RNA isoladas e sequenciadas provêm de restos de tecido muscular de uma cria de mamute-lanoso da Idade do Gelo e fornecem informações únicas sobre a biologia de espécies extintas que não podem ser obtidas apenas através do ADN.
SUND Kommunikation & Presse
Investigadores da Universidade de Estocolmo conseguiram, pela primeira vez, isolar e sequenciar moléculas de RNA de tecido de um mamute-lanoso preservado no permafrost siberiano desde a Idade do Gelo, ou seja, que viveu há cerca de 40.000 anos.
Os cientistas pensavam que o RNA (ou ARN) era demasiado frágil para sobreviver durante muito tempo após a morte, mas um estudo, publicado na revista Cell, veio demonstrar que pode ser preservados por longos períodos – tal como o ADN e as proteínas – fornecendo novas informações sobre a biologia de espécies extintas há muito tempo.
O ácido ribonucleico (RNA), presente em todas as células vivas e estruturalmente semelhante ao ADN, é essencial para a síntese proteica e para a expressão e regulação genética nas células.
As moléculas de RNA agora isoladas e sequenciadas são as mais antigas alguma vez recuperadas e provêm de restos de tecido muscular de Yuka, uma cria de mamute que morreu há aproximadamente 40 mil anos e cujos restos mortais foram preservados no permafrost, solo permanentemente coberto de gelo siberiano.
“Com o RNA, podemos obter provas diretas de quais os genes que estão ‘ativados’, oferecendo um vislumbre dos momentos finais da vida de um mamute que caminhou sobre a Terra durante a última Era Glacial. Esta é uma informação que não pode ser obtida apenas com o ADN”, afirma Emilio Mármol, autor principal do estudo.
Emilio Mármol foi investigador de pós-doutoramento na Universidade de Estocolmo, trabalha agora no Instituto Globe, em Copenhaga. Durante a sua passagem pela Universidade de Estocolmo, colaborou com investigadores do SciLifeLab e do Centro de Paleogenética, uma iniciativa conjunta entre a Universidade de Estocolmo e o Museu Sueco de História Natural.
Compreender a biologia e a evolução das espécies extintas
Sequenciar os genes pré-históricos e estudar a forma como são ativados é fundamental para compreender a biologia e a evolução das espécies extintas.
Há anos que os cientistas descodificam o ADN dos mamutes para reconstruir os seus genomas e a sua história evolutiva. No entanto, o RNA, a molécula que indica quais os genes ativos, permaneceu até então inacessível.
A crença antiga de que o ARN é demasiado frágil para sobreviver sequer algumas horas após a morte, provavelmente desencorajou os investigadores a explorar estas moléculas ricas em informação em mamutes e outras espécies extintas há muito tempo.
“Conseguimos ter acesso a tecidos de mamute excecionalmente bem preservados, desenterrados do permafrost siberiano e esperávamos que ainda contivessem moléculas de RNA congeladas no tempo”, acrescenta Emilio Mármol.
Uma das pernas do mamute Yuka de onde foi extraído RNA.
Valerii V Plotnikov
“Já tínhamos ultrapassado os limites da recuperação de ADN em mais de um milhão de anos. Agora, queríamos explorar se poderíamos expandir a sequenciação de ARN para períodos ainda mais remotos do que os realizados em estudos anteriores”, afirma Love Dalén, professor de Genómica Evolutiva na Universidade de Estocolmo e no Centro de Paleogenética.
Marcadores de stress
Os investigadores conseguiram identificar padrões de expressão genética específicos de tecidos em restos musculares congelados de Yuka, um jovem mamute que morreu há quase 40 mil anos. Entre os mais de 20.000 genes codificadores de proteínas no genoma do mamute, nem todos estavam ativos. As moléculas de RNA detetadas codificam proteínas com funções essenciais na contração muscular e na regulação metabólica sob stress.
“Encontrámos sinais de stress celular, o que talvez não seja surpreendente, uma vez que pesquisas anteriores sugeriram que Yuka foi atacado por leões-das-cavernas pouco antes da sua morte”, afirma Emilio Mármol.
No entanto, estes marcadores de stress também podem ser devidos à própria morte, ou seja, “as células estão stressadas porque estão a morrer, ou por uma combinação de ambos os fatores”, considera o cientista.
Os investigadores encontraram também uma miríade de moléculas de RNA que regulam a atividade dos genes nas amostras musculares do mamute.
“Os RNA que não codificam proteínas, como os microRNA, estão entre as descobertas mais interessantes que obtivemos”, afirma Marc Friedländer, professor associado do Departamento de Biociências Moleculares do Instituto Wenner-Gren da Universidade de Estocolmo e do SciLifeLab.
Possibilidade de estudar vírus de RNA, como os da gripe ou dos coronavírus
A persistência do RNA durante mais tempo do que se pensava anteriormente sugere que também pode ser possível sequenciar vírus de RNA, como os da gripe ou dos coronavírus, preservados em restos da Idade do Gelo, de acordo com Love Dalén, também autor do artigo, num comunicado da Universidade de Estocolmo.
Estudar vírus de RNA em espécies antigas, caso existam amostras disponíveis de indivíduos que morreram com a infeção, permitiria aos investigadores rastrear a origem evolutiva destes vírus no passado e ajudar a compreender como mudam e evoluem no presente, ou “até descobrir a origem de pandemias passadas de que temos registos”, afirma Love Dalén.
No futuro, os investigadores esperam realizar estudos que combinem o RNA pré-histórico com ADN, proteínas e outras biomoléculas, o que “poderá transformar radicalmente a compreensão da megafauna extinta e de outras espécies, revelando as múltiplas camadas ocultas da biologia que permaneceram congeladas no tempo até agora”, conclui Emilio Mármol.