Sequências do gene BC200 encontradas num vírus humano

Alguns fragmentos do nosso ADN conseguem produzir cópias de si mesmos que se instalam noutros locais. As cópias derivadas de um gene ativo nas células cerebrais humanas parecem ter ido ainda mais longe: chegaram a um vírus.

Os investigadores descobriram duas destas sequências, provenientes de um gene chamado BC200, no vírus do molusco contagioso, que infeta a pele e provoca pequenas lesões salientes.

A descoberta revela uma invulgar vida dupla genética. Há milhões de anos, o BC200 adquiriu uma função celular, mas conservou a capacidade de produzir cópias que se inserem noutros pontos.

Um estudo publicado na Science sugere que este movimento continuou ao longo da evolução dos primatas, contribuiu para as diferenças entre genomas humanos e transportou sequências derivadas do BC200 através da fronteira entre os seres humanos e um vírus.

O vírus não retirou simplesmente um gene de uma célula cerebral, nem há indícios de que tenha adquirido algo semelhante a uma função cerebral. Continua por esclarecer o que fazem estas sequências dentro do vírus.

O gene BC200 e a sua origem móvel

Ao contrário da maioria dos genes, o BC200 não passa pela etapa de codificação de uma proteína. Em vez disso, produz uma pequena molécula de ARN, especialmente abundante nos neurónios.

As experiências laboratoriais sugerem que este ARN ajuda a regular a produção de proteínas. Contudo, a sua função fisiológica exata continua pouco compreendida.

O facto de um gene ser particularmente ativo num tecido não significa que o seu ADN exista apenas nesse local. A maioria das células com núcleo contém essencialmente a mesma informação genética; o que muda são os genes utilizados e a intensidade da sua utilização.

A designação de «gene cerebral» para o BC200 refere-se à sua atividade nos neurónios.

A sua origem remonta a um elemento transponível, uma das sequências móveis de ADN frequentemente chamadas «genes saltadores». Algumas destas sequências produzem cópias que entram em novos locais, enquanto o original permanece onde estava.

Um antecessor do BC200 estabeleceu-se num ancestral comum dos macacos e dos grandes símios há cerca de 35 a 55 milhões de anos. Há aproximadamente 40 milhões de anos, foi recrutado para desempenhar uma função celular, aparentemente na regulação da produção de proteínas nos neurónios.

Este recrutamento costuma ser acompanhado pela perda de mobilidade. O BC200, pelo contrário, parece ter conservado ambas as capacidades.

«De alguma forma, a evolução não conseguiu separar estas duas coisas», afirma Cedric Feschotte, do Departamento de Biologia Molecular e Genética da Universidade de Cornell, num comunicado da universidade.

Sequências do BC200 no vírus do molusco contagioso

A equipa, que incluiu investigadores da Universidade Normal da Capital, na China, e da Universidade do Texas em Arlington, examinou os genomas de poxvírus disponíveis à procura de sequências semelhantes a elementos genéticos móveis.

Duas sequências derivadas do BC200 sobressaíram no vírus do molusco contagioso. Uma abrangia todo o domínio do gene humano derivado de Alu, uma região herdada do seu antecessor móvel. A outra era mais curta e estava incompleta em ambas as extremidades.

O que apareceu no vírus foram, portanto, fragmentos derivados do BC200, e não uma cópia completa e intacta do próprio gene.

Vários indícios apontavam para uma origem humana. O BC200 existe nos seres humanos e em primatas aparentados, enquanto o vírus do molusco contagioso só é conhecido por infetar naturalmente seres humanos.

Os investigadores não encontraram elementos correspondentes nos outros genomas de poxvírus examinados, incluindo o de um vírus estreitamente relacionado que infeta cavalos.

A análise apontou para dois acontecimentos de transferência distintos, e não para uma única inserção que se tenha duplicado posteriormente dentro do vírus.

O mecanismo provável envolve o LINE-1, outro elemento genético móvel capaz de produzir a maquinaria molecular necessária para copiar ARN para ADN e inseri-lo num genoma.

O BC200 não dispõe de maquinaria de transporte própria, pelo que aproveita a do LINE-1: usa o equipamento de outro elemento para dar o salto.

As marcas genéticas em torno das inserções virais apoiaram esta explicação. Ainda assim, a equipa reconstituiu a transferência a partir de indícios no ADN, sem a observar diretamente.

Embora o ARN do BC200 seja abundante nos neurónios, também é expresso em níveis baixos na pele. Os investigadores observaram um aumento da expressão do BC200 em fibroblastos humanos cultivados e infetados pelo vírus.

Este resultado sugere que a infeção poderá ajudar a criar condições para a transferência, mas não estabelece diretamente onde ocorreram os acontecimentos históricos.

Inserções do BC200 em seres humanos e primatas

A equipa analisou depois dados de sequenciação de 908 pessoas e identificou oito inserções derivadas do BC200 que variavam entre indivíduos.

Duas estavam amplamente distribuídas por cinco grupos populacionais continentais, o que sugere uma origem antiga. Outra encontrava-se sobretudo em indivíduos africanos. As cinco restantes eram mais raras: uma surgiu em apenas duas pessoas e cada uma das outras quatro foi detetada num único indivíduo.

Estas inserções raras apontam para uma atividade muito recente. No entanto, o facto de uma inserção ser detetada numa só pessoa não prova que tenha surgido durante a vida dessa pessoa.

Nos primatas antropoides, os investigadores identificaram ainda centenas de inserções específicas de determinadas linhagens, enquadrando a descoberta no vírus em milhões de anos de movimento continuado.

A função das sequências virais do BC200

Continua por saber se o vírus retira algum benefício destas sequências. A equipa encontrou indícios de que as sequências virais derivadas do BC200 são transcritas em ARN. Esse ARN poderá ajudar a manipular a produção de proteínas nas células infetadas, mas a hipótese ainda precisa de ser testada.

O estudo não demonstra que o vírus se tenha tornado mais perigoso. Mostra, sim, que a aquisição de uma função celular não tem necessariamente de pôr fim à mobilidade de um elemento genético.

A combinação de função e movimento do BC200 faz com que a fronteira entre os genes e o ADN saltador pareça mais flexível do que se esperava.

A investigação foi publicada na Science.

Este artigo foi verificado e editado por Fiona MacDonald. Embora nos orgulhemos do nosso processo, também somos humanos. Se detetar algum erro, informe-nos.