Cepas laboratoriais e naturais de bactérias intestinais revelam ter perfis mutacionais semelhantes
Crédito:Biologia e Evolução do Genoma A compreensão dos processos mutacionais em uma célula oferece pistas para a evolução de um genoma. Mais ativamente, os processos de mutação são estudados em células cancerígenas humanas, enquanto outros genomas são frequentemente negligenciados.
Uma equipe de pesquisa examinou e comparou a gama geral de mutações em laboratório e em E. coli natural (bactéria intestinal), concluindo que elas são praticamente indistinguíveis. Os resultados são apresentados na Biologia e Evolução do Genoma Diário.
"As mutações ocorrem no processo de replicação - cópia do DNA, ou durante o 'reparo' do DNA devido a quebras de fita ou outros distúrbios. O sistema de reparo também pode cometer erros.
"Diferentes sistemas de replicação e reparo cometem erros diferentes e dependem do contexto. Três nucleotídeos são normalmente examinados:aquele onde ocorreu a mutação e dois nos lados direito e esquerdo dele.
“Um conjunto típico de mutações, juntamente com os contextos específicos de um determinado sistema, é chamado de assinatura mutacional. Por exemplo, os humanos têm assinaturas mutacionais de exposição UV e tabagismo que são características de certos tipos de cancro”, disse o chefe do estudo, Professor Mikhail Gelfand, diretor do Bio Center da Skoltech.
A equipe conduziu um estudo inédito sobre o perfil mutacional de E. coli – o total de assinaturas mutacionais de sistemas de replicação e reparo. O primeiro passo foi testar a tarefa em estudantes do ensino médio na Escola de Verão de Biologia Molecular e Teórica, onde os pesquisadores também entraram em contato com colegas indianos que trabalham experimentalmente no mesmo problema.
“Nossos parceiros da Índia forneceram dados sobre E. coli com sistemas de replicação e reparo interrompidos. A partir deles, fomos capazes de extrair assinaturas mutacionais puras características de diferentes sistemas e, em seguida, decompor os perfis mutacionais de E. coli em assinaturas e entender quais sistemas contribuem mais para as mutações", continuou Gelfand.
Os cientistas também usaram dados experimentais sobre a evolução a longo prazo da E. coli. Este estudo de laboratório, que está em andamento há mais de 30 anos, é liderado por Richard Lenski. O perfil de mutação das cepas de laboratório foi comparado com o das cepas naturais.
"Descobrimos que estes perfis são semelhantes. A estirpe de laboratório não vive em condições semelhantes às da natureza, pelo que este resultado é inesperado. Além disso, os resultados vão contra a ideia de que a evolução da E. coli no ambiente natural O ambiente inclui episódios alternados de evolução lenta normal e episódios mais curtos de evolução acelerada em modo hipermutável.
"Pelo contrário, durante a evolução das estirpes naturais de E. coli, a contribuição dos regimes de mutação atípica para a acumulação global de mutações é insignificante", disse Gelfand.
