Peixes agástricos exibem convergência genotípica conforme observado a partir da perda de múltiplos genes envolvidos na função gástrica. Crédito:tecnologia de Tóquio Os seres vivos podem evoluir para perder estruturas biológicas devido aos potenciais benefícios de sobrevivência decorrentes de tais perdas. Por exemplo, certos grupos de peixes com nadadeiras raiadas apresentam uma evolução tão regressiva – medacas, peixinhos, puffera e bodiões não têm estômago no trato gastrointestinal, o que os torna peixes agástricos ou sem estômago. No entanto, os mecanismos evolutivos específicos subjacentes à evolução dos peixes agástricos permanecem obscuros.
Estudos sobre o Slc26a9 – um transportador molecular altamente expresso no estômago de muitas espécies – em peixes forneceram a pista inicial. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech), da Faculdade de Medicina da Clínica Mayo e do Instituto de Pesquisa Atmosférica e Oceânica da Universidade de Tóquio descobriram que o gene slc26a9 estava ausente em muitos peixes com nadadeiras raiadas agástricas, mas presente em muitos peixes com nadadeiras raiadas gástricas. peixes.
Estas descobertas levaram-nos a ponderar se mais genes necessários para a função gástrica estavam ausentes em peixes agástricos. Poderiam tais perdas genéticas convergentes ser responsáveis pela perda de estômago em peixes agástricos?
Uma equipe de cientistas do Japão e dos EUA, liderada pelo professor associado Akira Kato da Tokyo Tech, procurou responder a esta questão. Kato explica:"Comparamos as perdas genéticas entre peixes agástricos e com nadadeiras raiadas gástricas e identificamos genes adicionais codecluídos em peixes agástricos."
Assim, os investigadores identificaram vários genes necessários para as funções gástricas que são codeletados ou pseudogenizados (inativação genética através de mutações que resultam em pseudogenes) em peixes agástricos em comparação com peixes gástricos, nomeadamente slc26a9, kcne2, cldn18a e vsig1. Suas descobertas foram publicadas em Communications Biology .
Especificamente, eles identificaram quatro deleções genéticas – slc26a9, kcne2, cldn18a e vsig1 – resultando em uma redução ou perda da estrutura do estômago em peixes com nadadeiras raiadas por meio de análises genômicas comparativas (um conjunto de experimentos para comparar semelhanças e diferenças entre diferentes genomas).
Não é de surpreender que cada um desses quatro genes codifique funções gástricas essenciais. Códigos slc26a9 para o transportador do canal de íons cloro. kcne2 codifica uma subunidade reguladora do canal de íons potássio. As funções slc26a9 e kcne2 são, portanto, essenciais para as secreções de ácidos gástricos, como o ácido clorídrico. cldn18a codifica de forma semelhante uma barreira que protege as células gástricas contra danos induzidos por ácido por íons de hidrogênio, enquanto vsig1 codifica para controlar o desenvolvimento do estômago.
Além disso, os pesquisadores descobriram que mamíferos agástricos que põem ovos, como a equidna e o ornitorrinco, também têm kcne2 e vsig1 deletados ou pseudogenizados. Além disso, os investigadores descobriram que o cldn18, se presente em peixes ósseos agástricos, sofre mutação em comparação com peixes gástricos. Todas essas descobertas indicam que as perdas genéticas correlacionadas com a perda do estômago representam uma convergência genotípica.
Além disso, eles observaram que o peixe gástrico, esgana-gata, expressava kcne2, pga, pgc, vsig1 e cldn18a em outros órgãos além do estômago, indicando funções genéticas diferentes das funções gástricas. Eles deduziram que os peixes agástricos poderiam possuir outros genes para compensar tais funções genéticas, facilitando as perdas genéticas observadas.
Kato conclui:"Identificamos novos genes ausentes em peixes agástricos entre as quatro principais linhagens de peixes ósseos, o que sugere um cenário de evolução convergente no contexto da perda de estômago. Nossas descobertas, portanto, implicam que um cassete semelhante de perdas genéticas ocorreu independentemente durante ou após perda de estômago nos vários grupos de peixes agástricos."
