Além de ser extremamente fofo, o axolote mexicano é uma salamandra de particular interesse para os cientistas. No nível molecular, o animal parece ter um código capaz de burlar as leis da vida: ele pode regenerar seus membros e órgãos vitais, uma habilidade que os pesquisadores querem entender melhor para aplicações médicas.
Agora, os geneticistas obtiveram uma visão mais clara do genoma dessa salamandra sorridente, reproduzindo-o na escala cromossômica. A pesquisa foi publicada esta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Compreender uma estrutura genética em detalhes completos leva muito tempo, muito mais do relatar pela primeira vez o mapeamento de um genoma, como fizemos com os humanos em 2003 e o ornitorrinco em 2008. Os segredos permanecem ocultos naqueles supostamente acabados códigos genéticos, então os geneticistas continuam a ir em busca de respostas.
Decifrar o genoma do axolote em particular foi uma tarefa difícil; enquanto um pedaço de um genoma humano encarregado de fazer uma proteína pode abranger entre centenas e milhares de pares de bases, em um axolote, são necessárias centenas de milhares de pares de bases. Ainda assim, o genoma completo do axolote foi anunciado em 2019 pela mesma equipe que publicou a pesquisa recente.
“Usamos algumas técnicas que estavam relacionadas aos nossos métodos clássicos de mapeamento genético anteriores”, disse o coautor Jeramiah Smith, geneticista da Universidade de Kentucky, em uma videochamada. “Mas isso nos permitiu costurar esses milhões de pares de bases em um bilhão, ou mais de um bilhão de estruturas de pares de bases que representavam o comprimento dos cromossomos.”
Axolotes são fiéis à evolução. Enquanto o resto das salamandras aprenderam a viver como anfíbios, o axolote permaneceu na água e evoluiu basicamente para permanecer em sua fase larval ao longo de sua vida. Comparar o axolote a um Pokémon é incrivelmente preciso; um século atrás, pesquisadores descobriram que quando você alimenta estes animais com tecido tireoidiano, eles ocasionalmente passam por metamorfose, perdendo as guelras semelhantes a samambaias que brotam de suas cabeças e a barbatana caudal semelhante a um girino.
O artigo recente examinou especificamente como o genoma é dobrado dentro do animal no nível molecular e onde as sequências de DNA que regulam os genes estão localizadas em relação aos locais onde a transcrição do gene começa. Isso é notável quando você considera a escala e a compactação extrema da dobra; um filamento de DNA humano tem cerca de 1,8 metro quando esticado, mas um de axolote teria mais de 9 metros. Todo esse material genético está sendo sequestrado nas células de um animal 200 vezes menor que o humano médio — é um exemplo impressionante de eficiência no empacotamento, tudo em uma escala microscópica.
“O trabalho ordenou as peças sequenciadas do DNA genômico do axolote na ordem correta, como está no cromossomo”, Elly Tanaka, bioquímica do Instituto de Patologia Molecular do Biocentro de Viena que também trabalha com a genética do axolote, mas não é afiliada à nova pesquisa, disse em um e-mail. “Isso é importante porque, em todos os animais com vértebras, os genes são ativados e desativados por sequências de controle que, na verdade, estão bem distantes do próprio gene.” A pesquisa, acrescentou ela, será importante para ver se a capacidade de regeneração poderia ser ativada em humanos.
Um axolote selvagem em um laboratório de conservação na Cidade do México em 2014. Foto: RONALDO SCHEMIDT/AFP via Getty Images (Getty Images)
A forma como os genes se dobram é importante para descobrir como o axolote desenvolve seus pedaços iniciais e, então, quais sequências são colocadas em ação quando qualquer um desses componentes precisa ser substituído. Para descobrir a localização de diferentes filamentos de DNA, a equipe fez com que proteínas distintas do animal apresentassem fluorescência, destacando os locais de interesse.
“Há muitos detalhes envolvidos na regeneração de um membro”, disse Smith. “Não estamos apenas pensando no genoma como uma estrutura linear, mas também nas ordens superiores de estruturas 3D que ele assume.”
Hoje, existem populações de axolotes mantidas em várias instituições de pesquisa, sem falar nos animais vendidos em pet shops. Mas as populações em cativeiro sofrem de endogamia (acasalamento entre indivíduos aparentados ou geneticamente semelhantes), e o número de animais selvagens, que habitam exclusivamente as águas do lago Xochimilco, na Cidade do México, está diminuindo. “Eles estão em perigo em seu habitat nativo”, disse Smith. “Devemos considerar que esta é uma espécie real que vive em um habitat real.”
Conservação e investigação genética obviamente não se opõem, mas se quisermos continuar aprendendo e, eventualmente, nos beneficiando dos superpoderes desta espécie, devemos garantir que a população selvagem continue a sobreviver e prosperar.
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