- Nova pesquisa sobre lombrigas Nematóides Mostra como as mudanças que promovem a longevidade nos lisossomos dos pais são transmitidas aos descendentes.
- O trabalho descreve uma nova conexão entre os lisossomos, uma organela que antes se pensava ser o centro de reciclagem da célula, e o epigenoma, um conjunto de marcas químicas que modificam a expressão genética. O estudo também detalha um novo método de transmissão de informações epigenéticas das células do corpo para as células germinativas, permitindo que as alterações sejam herdadas sem afetar o código genético.
- Estas descobertas mostram como as modificações epigenéticas que ajudam os organismos a lidar com o stress ambiental são transmitidas de pais para filhos.
No laboratório de Wang, não é incomum que os vermes sobrevivam por longos períodos de tempo.
Meng Wang, líder do grupo sênior do Janelia Research Park do HHMI, e sua equipe estudam a longevidade. Eles demonstraram que, ao superexpressar uma enzima nos lisossomos da lombriga Nematóideseles podem prolongar a vida útil de um worm em até 60%.
Mas, surpreendentemente, a equipa descobriu que os descendentes dos nemátodos sem esta modificação genética ainda viviam mais do que os humanos normais. Quando cruzaram os vermes de vida longa com vermes “selvagens” que não superexpressavam a enzima – um procedimento laboratorial de rotina usado para eliminar qualquer manipulação genética – descobriram que os descendentes também viviam mais que os vermes normais. De alguma forma, a marca da longevidade está sendo transmitida de geração em geração, mesmo quatro gerações depois.
Numa nova investigação, Wang e a sua equipa revelam como as alterações que promovem a longevidade nos lisossomas de C. elegans são transferidas das células do corpo para as células germinativas através de histonas, proteínas que desempenham um papel fundamental na organização e regulação do ADN. Nas células germinativas, esses mensageiros histonas causam alterações no epigenoma do C. elegans (a coleção de marcadores químicos que regulam a expressão genética), permitindo que alterações nos lisossomos sejam transmitidas de geração em geração sem alterar o DNA subjacente.
As implicações dessas descobertas vão muito além da longevidade. As modificações epigenéticas podem ajudar os organismos a lidar com muitos tipos diferentes de stresses ambientais – desde mudanças na dieta até à exposição a poluentes e ao stress psicológico – e este novo estudo mostra como os pais podem conferir estas vantagens aos seus descendentes.
“Você sempre pensa que sua herança está no núcleo, dentro da célula, mas agora mostramos que as histonas podem ser transferidas de um lugar para outro, e se essa histona sofrer alguma modificação, isso significa que você está transferindo informação epigenética de uma célula para outra”, disse Wang. “Isso fornece um mecanismo para compreender os efeitos entre gerações.”
Levantando o véu da herança
Os pesquisadores descobriram que uma modificação das histonas, um tipo de alteração epigenética, foi elevada em nematóides de vida longa em comparação com vermes de vida normal. Eles queriam entender como essa modificação se relaciona com as alterações lisossômicas que promovem a longevidade.
Ao combinar ferramentas genéticas, transcriptómica e imagiologia, descobriram que as alterações no metabolismo lisossómico que afectam a longevidade do nemátodo activam uma série de processos dentro da célula. Esses efeitos desencadeiam um aumento em variantes específicas de histonas que fornecem nutrientes aos ovos em desenvolvimento, transportando proteínas das células somáticas do verme, ou tecidos do corpo, para suas células germinativas ou células reprodutivas. Na linha germinativa, as histonas são modificadas para permitir que as informações dos lisossomos entrem na linha germinativa e sejam passadas de pai para filho.
Os investigadores mostraram que esta via é ativada durante o jejum, levando a alterações no metabolismo lisossomal, ligando fenómenos fisiológicos a alterações na linha germinativa.
O novo trabalho acrescenta evidências crescentes de que os lisossomas, que antes se pensava funcionarem apenas como centro de reciclagem da célula, também servem como centros de sinalização que controlam diferentes processos na célula e que agora afetam gerações.
A nova investigação também revela um novo mecanismo de transmissão de informação das células do corpo para as células germinativas através de histonas, o que pode ajudar a explicar como outros tipos de informação genética são transmitidos dos pais para os descendentes.
Ao fornecer um mecanismo para compreender como as mudanças ambientais nas células somáticas são transmitidas através da linha germinativa, este novo trabalho poderá ajudar os investigadores a compreender melhor os efeitos transgeracionais observados anteriormente, como a desnutrição dos pais que afeta os seus descendentes.
“Mostramos agora que as células somáticas e a linhagem germinativa podem ser conectadas através de histonas e podem transportar informações genéticas inesquecíveis por gerações”, disse Wang.
