As técnicas de mineração do genoma ajudaram a explicar como os pepinos-do-mar produzem produtos químicos defensivos que lhes permitem afastar os inimigos nas profundezas escuras.
Pepinos do mar são uma iguaria alimentar no sul da Ásia, onde seu cultivo é uma indústria multimilionária. As moléculas que produzem para defender seu nicho ecológico no fundo do oceano são altamente valorizadas por suas propriedades medicinais.

Esses curiosos animais marinhos produzem uma categoria de moléculas conhecidas como saponinas triterpenóides, que são comuns em plantas, mas raras em animais.

Até agora, a questão de como eles evoluíram sua capacidade incomum de produzir essas moléculas não foi explicada.

Uma colaboração internacional de pesquisa investigou o genoma de pepinos do mar e os comparou com os de outros equinodermos, como estrelas do mar e ouriços-do-mar.

A análise mostrou que uma enzima encontrada em todos os reinos da vida que produz esteróis, essenciais para a construção de membranas e hormônios, estava faltando no pepino do mar.

Nos pepinos-do-mar, essa função de produção de esterol foi desviada para produzir dois novos genes nessa família de enzimas. Usando biologia molecular, os pesquisadores isolaram os genes, os transferiram para leveduras e analisaram os extratos.

Isso mostrou que os genes adquiriram novas funções; um deles produz um tipo alternativo de saponina que o pepino-do-mar usa para autodefesa, e o outro produz moléculas que protegem a criatura dos efeitos tóxicos de seus próprios produtos químicos.

A análise química mostrou que esses genes necessários para a síntese de compostos de autodefesa eram mais expressos nas camadas externas do tecido.

A próxima etapa desta pesquisa é encontrar as etapas químicas restantes necessárias para fabricar esses produtos químicos potencialmente de alto valor para que possam ser produzidos usando plantas ou leveduras de forma mais barata e ajudar a conservar os pepinos do mar em seus habitats naturais.

As saponinas são produtos naturais amplamente difundidos, com mais de 20.000 relatados. Eles têm uma ampla gama de usos, tradicionalmente como fonte de sabão e mais recentemente como adjuvantes de vacinas, agentes espumantes, tratamentos antifúngicos e emulsificantes.

Muitos animais usam toxinas como defesas químicas – geralmente obtidas de alimentos ou produzidas por meio de relações simbióticas. Os equinodermos, em contraste, biossintetizam suas próprias toxinas.

A professora Anne Osbourn, líder de grupo do John Innes Center e autora correspondente do estudo, disse:"Pepinos do mar são extremamente importantes na Ásia como fonte de alimentos benéficos para a saúde e para medicamentos tradicionais. Então, se pudermos entender como suas moléculas são feito, podemos fazer esses compostos de alto valor sem a necessidade de moer pepinos-do-mar. Podemos fazê-los usando plantas ou fermento."

Imunidade inata em pepinos-do-mar:reaproveitar a biossíntese de esteróis para defesa está na Biologia Química da Natureza . + Explorar mais

Decifrando o código do pepino do mar