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# Biologia# Genómica

O Mundo Curioso dos Mixozoários

Descubra as adaptações únicas e os mistérios dos mixozoários.

Claudia C Weber, Michael Paulini, Mark L Blaxter

― 8 min ler


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Índice

Mixozoários são criaturas minúsculas que adoram ficar dentro de outros animais. Eles têm um ciclo de vida único que precisa de dois tipos diferentes de hospedeiros: anelídeos (tipo vermes) e vertebrados (como peixes). No começo, os cientistas achavam que eram parte de um grupo diferente chamado protistas, mas estudos novos mostram que eles estão mais relacionados a um grupo chamado Cnidaria, que inclui águas-vivas.

Corpos Estranhos e Genes Ainda Mais Estranhos

O que é fascinante nos mixozoários é o corpo estranhamente simples que eles têm. Com o tempo, eles perderam várias características que outros organismos têm, como alguns genes e Proteínas. Essa simplificação na estrutura anda junto com mudanças no DNA deles. Na verdade, a composição genética deles é mais simples do que a dos parentes que vivem livres.

Muitos genes importantes que normalmente ajudariam uma criatura a se desenvolver em um organismo complexo estão ausentes nos mixozoários. Alguns nem têm partes vitais como as mitocôndrias (a usina da célula) ou certos marcadores químicos no DNA. Isso levanta questões sobre como essas criaturas conseguem sobreviver e se reproduzir.

Adaptando-se a uma Vida Parasitária

Os pesquisadores acham que as mudanças no DNA dos mixozoários podem ser adaptações à vida parasitária. Enquanto eles se ajustam a viver dentro dos hospedeiros, parece que eles evoluem rapidamente, o que leva a ainda mais mudanças no nível das proteínas. No entanto, nem todos os Parasitas diminuem o número de genes. Alguns seguem um caminho diferente, então não se trata apenas de serem pequenos, mas de como eles mudam.

Os mixozoários também podem estar passando pelo que os cientistas chamam de gargalos populacionais. Isso significa que, quando eles transitam entre hospedeiros, seus números podem cair drasticamente. Quando isso acontece, pode ser mais fácil para mudanças genéticas ruins permanecerem no DNA deles.

O Mistério da Evolução

Apesar do interesse pelos mixozoários, descobrir sobre a evolução deles é complicado. Não há dados suficientes disponíveis, e as poucas espécies estudadas variam bastante. Isso dificulta saber quão forte é a seleção natural sobre eles ou como o DNA deles está estruturado.

Enquanto os cientistas tentam reunir mais informações sobre os mixozoários, é complicado obter estimativas confiáveis de como a seleção atua em distâncias tão grandes na evolução. É um pouco como tentar navegar em um labirinto vendado!

Desafios do Sequenciamento

Um dos principais desafios de estudar mixozoários é o tamanho minúsculo deles, que torna difícil o estudo em laboratório. Muitos estudos só oferecem pedaços de informação-tipo ler as manchetes de um livro em vez da história completa.

Com os novos avanços na tecnologia de sequenciamento, os pesquisadores estão começando a reunir dados mais completos. Eles estão descobrindo informações genéticas ocultas que podem mudar nossa compreensão sobre esses parasitas.

Como Extrair DNA de Mixozoários de Hospedeiros

Encontrar DNA de mixozoários no genoma de um peixe é como procurar uma agulha em um palheiro. Cientistas desenvolveram métodos inteligentes para rastrear esses genomas minúsculos. Analisando como diferentes sequências de DNA estão organizadas dentro do DNA do hospedeiro, eles conseguem separar o DNA do hospedeiro do DNA do parasita.

Usando uma técnica chamada aprendizado não supervisionado, os cientistas podem encontrar padrões no DNA que ajudam a identificar quais partes pertencem aos mixozoários. Esses métodos permitem que os pesquisadores isolem sequências de mixozoários mesmo quando estão misturadas com DNA de peixes.

Sucesso na Reconstrução de DNA

Graças a essas técnicas, os cientistas conseguiram reconstruir genomas de mixozoários a partir de amostras de peixes. Os pesquisadores encontraram duas novas espécies de Kudoa (um tipo de mixozoário) nos peixes que estudaram. Esse feito permite uma melhor exploração da estrutura do genoma deles e como ele mudou ao longo do tempo.

A Relação Entre Espécies de Kudoa

Os cientistas realizaram análises genéticas para descobrir como essas novas espécies de Kudoa estão relacionadas umas com as outras e com espécies já conhecidas. Eles descobriram que os genomas dessas duas espécies eram muito semelhantes, apesar de algumas diferenças.

Essa descoberta esclarece como as espécies de Kudoa evoluíram e mostra que elas perderam muitos genes ao longo do tempo, simplificando ainda mais seu código genético.

A Visão Geral da Estrutura do Genoma

Depois de reconstruir os genomas de Kudoa, os cientistas deram uma olhada mais de perto em como esses genomas estão organizados. Eles descobriram que, mesmo que os mixozoários sejam conhecidos por seus genomas reduzidos, as espécies de Kudoa não são tão compactas quanto alguns outros parasitas. Isso sugere que há mais na evolução deles do que apenas ficar menores.

É como ter um closet bagunçado onde alguns itens estão empilhados corretamente enquanto outros estão jogados de qualquer jeito.

Genes Conservados e Insights Evolutivos

As estruturas genéticas nas espécies de Kudoa mostraram que, apesar do tamanho pequeno, elas ainda mantêm alguma ordem. Houve um grau surpreendente de conservação da ordem gênica ao olhar para as duas espécies de Kudoa. Isso significa que, enquanto elas perderam muitos genes, os que têm estão organizados de uma forma que se assemelha umas às outras.

Ser capaz de observar essa conservação genética fornece insights valiosos sobre como os parasitas evoluem. Isso sugere que, embora os mixozoários tenham passado por mudanças drásticas, eles podem não ser tão caóticos quanto se pensava antes.

Evolução de Proteínas: Rápida ou Lenta?

Os pesquisadores também investigaram a evolução das proteínas nos mixozoários. Eles queriam ver se os mixozoários evoluem proteínas em um ritmo mais rápido do que seus parentes que vivem livres. Encontraram indícios de que isso pode ser verdade, mas é difícil identificar exatamente o porquê.

Uma razão pode ser que os mixozoários lidem com desafios diferentes vivendo dentro dos hospedeiros. Tipo tentar atualizar um smartphone enquanto joga um jogo: você se adapta a novas exigências, mas isso pode levar a falhas.

Os Enigmas da Pressão Evolutiva

Apesar de alguns sinais de evolução rápida das proteínas, os pesquisadores ainda acham difícil determinar se essas mudanças são devido a pressão adaptativa ou apenas aleatoriedades. Com amostras limitadas, é complicado entender como a seleção funciona entre diferentes parasitas.

A evolução dos mixozoários é como navegar em uma sala escura-você pode tropeçar, mas de vez em quando, encontra alguma luz para te guiar.

O Papel da Perda Genética

A história dos mixozoários não se trata só de adaptação; também é sobre perda de genes. Com muitos genes desaparecidos, surgem questões sobre se essas perdas foram benéficas ou apenas resultado da espiral descendente da composição genética deles.

Imagine limpando seu closet. Às vezes você joga fora itens que não precisa; outras vezes, pode acabar tossindo algo valioso. Os mixozoários podem ter passado por um pouco de ambos.

Direções Futuras na Pesquisa

Embora muito tenha sido aprendido, ainda há um longo caminho a percorrer. Os pesquisadores estão agora tentando encontrar mais informações sobre como funciona o genoma dos mixozoários. Eles querem reunir dados melhores sobre taxas de mutação e como a diversidade genética afeta essas criaturinhas.

Trabalhar na pesquisa de mixozoários pode ser como juntar um quebra-cabeça gigante, mas cada nova peça traz mais clareza.

Conclusão: Compreendendo os Mixozoários

Mixozoários são criaturas fascinantes que revelam muito sobre evolução e adaptação. Estudando-os, os cientistas estão descobrindo insights sobre como os parasitas se desenvolvem e mudam ao longo do tempo. Embora seja um campo desafiador, essas descobertas ajudam a apreciar as interações complexas entre organismos, especialmente aqueles que levam vidas escondidas dentro de seus hospedeiros.

Então, da próxima vez que você ver um peixe, lembre-se de que ele pode estar hospedando mais do que você imagina-talvez alguns mixozoários só tentando se dar bem no mundo!

Fonte original

Título: Kudoa genomes from contaminated hosts reveal extensive gene order conservation and rapid sequence evolution

Resumo: Myxozoans are obligate endoparasites that belong to the phylum Cnidaria. Compared to their closest free-living relatives, they have evolved highly simplified body plans and reduced genomes. Kudoa iwatai, for example, has lost upwards of two thirds of genes thought to have been present in its ancestors. However, little is known about myxozoan genome architecture because of a lack of sufficiently contiguous genome assemblies. This work presents two new, near-chromosomal Kudoa genomes, built entirely from low-coverage long reads from infected fish samples. The results illustrate the potential of using unsupervised learning methods to disentangle sequences from different sources, and facilitate producing genomes from undersampled taxa. Extracting distinct components of chromatin interaction networks allows scaffolds from mixed samples to be assigned to their source genomes. Meanwhile, low-dimensional embeddings of read composition permit targeted assembly of potential parasite reads. Despite drastic changes in genome architecture in the lineage leading to Kudoa and considerable sequence divergence between the two genomes, gene order is highly conserved. Although parasitic cnidarians show rapid protein evolution compared to their free-living relatives, there is limited evidence of less efficient selection. While deleterious substitutions may become fixed at a higher rate, large evolutionary distances between species make robustly analysing patterns of molecular evolution challenging. These observations highlight the importance of filling in taxonomic gaps, to allow a comprehensive assessment of the impacts of parasitism on genome evolution.

Autores: Claudia C Weber, Michael Paulini, Mark L Blaxter

Última atualização: 2024-11-03 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621499

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621499.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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