Nos humanos e em muitas outras espécies, ambos os genes herdados da mãe e do pai influenciam o desenvolvimento dos embriões. Na hepática Marchantia polymorpha, no entanto, a mãe tem controle total, como pesquisadores do laboratório Berger do GMI descobriram agora. Em um estudo publicado na eLife , os pesquisadores mostram que a "planta mãe" tem controle total e inativa completamente os genes paternos em seus embriões para garantir que eles se desenvolvam adequadamente.
Os seres humanos têm dois conjuntos de cromossomos, um materno e outro paterno, e ambos geralmente contribuem com características para o indivíduo, dependendo de quais genes são expressos - é isso que nos torna "diplóides". Mas esse não é o caso de todos os seres vivos:

Algas e parentes de musgos, incluindo hepáticas, passam a maior parte de seu ciclo de vida com apenas um único conjunto de cromossomos. A hepática só tem uma fase diplóide curta quando o material genético de uma célula germinativa materna e paterna se combina para dar origem a um embrião, transportado dentro do tecido materno. Nesta curta fase como diplóide, a planta precisa ter um mecanismo para lidar com a duplicação de seu material genético.

Um desses mecanismos é o silenciamento de uma cópia de um gene, também chamado de "imprinting genômico parental". Com o imprinting genômico, mesmo um cromossomo inteiro pode ser permanentemente inativado, como é o caso de um dos dois cromossomos X nas mulheres. "O imprinting genômico parental foi identificado apenas em espécies que inovaram tecidos extraembrionários que canalizam nutrientes da mãe para o embrião, como a placenta em mamíferos e o endosperma em plantas com flores", diz Frédéric Berger, líder do grupo sênior do GMI - Gregor Mendel Institute de Biologia Molecular de Plantas da Academia Austríaca de Ciências.

Um mecanismo de enfrentamento genômico liderado pelos genes maternos

Os embriões de hepática também crescem dentro dos tecidos maternos, mas, ao contrário dos mamíferos, seu desenvolvimento não envolve tecidos extraembrionários. Com esses fatores em mente, o grupo de pesquisa de Berger se propôs a investigar a existência de mecanismos de imprinting genômico parental em Marchantia.

"Descobrimos que Marchantia inativa completamente os cromossomos paternos no embrião, mesmo antes da fusão dos genomas paterno e materno. Dessa forma, Marchantia mantém uma haploidia funcional mesmo durante o curto estágio em que se torna diplóide", diz o primeiro autor Sean Montgomery , um recente Ph.D. pós-graduação do laboratório Berger no GMI. A equipe também descobriu que a marca molecular depositada na totalidade dos cromossomos paternos é mantida durante todo o desenvolvimento do embrião. "Assim, o desenvolvimento do embrião depende apenas da expressão dos genes maternos. De certa forma, os genes maternos têm controle total. A interrupção desse processo leva à expressão dos genes paternos e à morte do embrião", explica Berger.

Raspando a superfície da diversidade da natureza

O mecanismo de silenciamento que a equipe descreveu na hepática não é novo. Este silenciamento direcionado é mediado pelo Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2). No entanto, esse mecanismo preciso ainda não havia sido associado ao silenciamento de cromossomos inteiros.

Como os ancestrais da hepática são consideravelmente mais antigos que os dos mamíferos ou plantas com flores, os resultados sugerem que os mecanismos de imprinting evoluíram muito antes do que se sabe atualmente. Além disso, Berger e sua equipe propõem que esse fenômeno evoluiu várias vezes em várias formas de vida e que muitos mecanismos de imprinting ainda precisam ser descobertos. "Com nosso trabalho, conseguimos destacar um aspecto único da biologia, uma fatia da ampla diversidade da natureza", conclui Montgomery. + Explorar mais

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