Pesquisadores criam primeiro atlas para a célula de corais de pedra (construção de esqueletos)

 

Pesquisadores criam primeiro atlas para a célula de corais de pedra (construção de esqueletos)

Um estudo conjunto da Universidade de Haifa, do Center for Genomic Regulation (Barcelona) e do Weizmann Institute conseguiu sequenciar – pela primeira vez – o programa genético de cada tipo de célula em corais rochosos.

Isso permite que os pesquisadores entendam exatamente quais células participam de processos-chave no desenvolvimento do coral, como a formação do esqueleto, o sistema imunológico e assim por diante.

Por Yeda Timerman

O estudo foi publicado na prestigiosa revista Cell. “Os recifes de coral desempenham um papel crítico no ecossistema dos oceanos e mares, uma vez que fornecem habitat para cerca de 25% dos animais marinhos e constroem as maiores estruturas biogênicas do mundo. O aquecimento da água do mar e o aumento da acidez representam uma ameaça para o futuro dos recifes de coral e, consequentemente, o sequenciamento genético que concluímos é extremamente importante para a sobrevivência dos recifes de coral e o futuro dos oceanos “, explica o Dr. Tali Mass (um dos autores do estudo). O Dr. Mass dirige o Laboratório de Biomineralização e Fisiologia de Coral na Escola e o Dr. Leon H. Charney de Ciências Marinhas da Universidade de Haifa.

Os recifes de coral desempenham muitas funções, que também são importantes para os humanos. Em muitas áreas, eles servem como atração turística; ajudam a preservar a costa e funcionam como quebra-mar natural. Nos últimos anos, eles se tornaram uma fonte fértil para a indústria farmacêutica. No entanto, sua função mais importante é servir como as “florestas tropicais” do mar – a base primária do ecossistema e suas relações simbióticas com um tipo particular de algas permitem que os recifes de coral sejam a principal fonte de fotossíntese no mar.

“O tamanho dos recifes de coral coloca o processo fotossintético em uma escala semelhante ao das florestas tropicais, portanto, danos graves aos recifes são análogos ao declínio descontrolado das florestas tropicais”, explicaram os pesquisadores. No entanto, o aumento da temperatura do mar, devido ao aquecimento global e aumento da acidez da água do mar, um processo conhecido como acidificação dos oceanos, representa uma ameaça à sobrevivência dos recifes de coral e, portanto, um perigo para o equilíbrio dos diversos ecossistemas que dependem desses recifes.

Segundo os pesquisadores, os corais são seres vivos excepcionais. Começam a vida como larvas planctônicas que “nadam” com as correntes do mar. A certa altura, quando encontra um local adequado para se estabelecer fica imóvel e rapidamente começa a formar seu esqueleto de carbonato de cálcio, que é a base dos recifes de coral. No estudo atual, tentou-se identificar o programa de expressão gênica dos diferentes tipos de células no coral rochoso Stylophora Pistillata (coral capô também conhecido como coral liso da couve-flor), um coral muito espalhado e muito comum em recifes tropicais ao redor do mundo.

Este estudo foi uma colaboração do Dr. Mass da Escola de Ciências Marinhas Leon H. Charney da Universidade de Haifa, juntamente com o Dr. Arnau Sebé-Pedrós do Centro de Regulação Genômica de Barcelona e o Prof. Amos Tanay do Instituto Weizmann. Os pesquisadores usaram métodos inovadores para medir a expressão gênica de cada célula individual (sequenciamento de RNA de uma única célula) e foram bem-sucedidos no sequenciamento de dezenas de milhares de células dessa maneira. Depois de processar e analisar suas descobertas, eles foram capazes de identificar cerca de 40 tipos de células no coral ao longo de sua vida – desde o estágio móvel da larva até sua existência como criatura imóvel.

210526b célula de corais de pedra

Os pesquisadores conseguiram identificar, pela primeira vez, os mecanismos moleculares responsáveis pelos processos básicos que permitem a existência do coral, como a formação do esqueleto, a simbiose entre a alga e o hospedeiro, os sistemas imunológico e digestivo do coral, e assim por diante. Seu sequenciamento permitiu essencialmente aos pesquisadores identificar quais genes participam de cada processo.

A título de exemplo, eles identificaram cerca de 800 genes que são expressos nas células responsáveis pela formação do esqueleto, incluindo transportadores de carbono e genes ácidos identificados pelo Dr. Mass no passado que são funções essenciais na construção do esqueleto. Os pesquisadores também descobriram que fatores de transcrição, como IRF e NFAT e receptores característicos do sistema imunológico dos corais, são semelhantes aos encontrados no sistema imunológico dos mamíferos.

Por meio da comparação entre o programa de expressão das células do coral e de outros cnidários (anêmonas-do-mar, corais moles, águas-vivas etc.), os pesquisadores também conseguiram decifrar a história evolutiva comum de cada tipo de célula.

Dado o grande significado do futuro dos recifes de coral é difícil enxergar a importância deste novo atlas genético. Assim como este método inovador de sequenciamento de uma única célula permite que cientistas de todo o mundo entendam melhor a função de genes específicos em células cancerosas ou em células cerebrais de mamíferos permitirá aos pesquisadores entender quais células e genes são responsáveis pelas diferentes funções em coral e abrirá a porta para novas possibilidades na “medicina” de coral.

“Graças às novas informações, poderemos realizar experimentos muito mais focados. Poderemos examinar, em nível genético, porque alguns corais são mais resistentes às mudanças de temperatura do que outros. experimentos relacionando a capacidade dos corais de se tornarem resistentes ao aumento da acidez da água. Além disso, podemos estudar se é possível modificar os genes dos corais para torná-los mais resistentes – e muitas outras possibilidades “, explicaram os pesquisadores.

210506a célula de corais de pedra

Eles acrescentaram que, dado o fato de que os danos e declínio dos corais podem ter um impacto desastroso e devastador no ecossistema e, portanto, em todo o planeta, eles também desenvolveram um aplicativo que fornece a outros pesquisadores acesso fácil a informações para que possam examinar, por meio de um processo simples, cujos genes participam de um determinado processo. “Acreditamos que nossas descobertas serão um marco em todo o campo da pesquisa de corais e da conservação dos recifes de coral”, resumiram os pesquisadores.

 

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 06/05/2021

 

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