Novos segredos sobre a evolução dos gatos revelados

Ao comparar genomas de diversas espécies de felinos, o projeto, publicado hoje na Genética da Natureza, ajudou os investigadores a compreender porque é que os genomas dos gatos tendem a ter menos variações genéticas complexas (tais como rearranjos de segmentos de ADN) do que outros grupos de mamíferos, como os primatas. Também revelou novos insights sobre quais partes do DNA dos gatos têm maior probabilidade de evoluir rapidamente e como elas desempenham um papel na diferenciação das espécies.

“Nosso objetivo era entender melhor como os gatos evoluíram e a base genética das diferenças de características entre as espécies de gatos”, disse o Dr. Bill Murphy, professor de biociências integrativas veterinárias da VMBS, especializado na evolução dos gatos. “Queríamos aproveitar algumas novas tecnologias que nos permitem criar mapas genômicos de gatos mais completos.

“Nossas descobertas abrirão portas para pessoas que estudam doenças, comportamento e conservação felina”, disse ele. “Eles trabalharão com uma compreensão mais completa das diferenças genéticas que tornam cada tipo de gato único”.

Variações sobre um tema

Entre as coisas que os cientistas estavam a tentar compreender melhor está a razão pela qual os cromossomas dos felinos – estruturas celulares que contêm a informação genética para características como a cor do pêlo, o tamanho e as capacidades sensoriais – são mais estáveis ​​do que noutros grupos de mamíferos.

“Já sabemos há algum tempo que os cromossomos dos gatos entre as espécies são muito semelhantes entre si”, disse Murphy. “Por exemplo, os cromossomos de leões e gatos domésticos quase não diferem. Parece haver muito menos duplicações, rearranjos e outros tipos de variação do que os comumente encontrados em grandes símios.”

Na ordem dos primatas, este tipo de variação genética levou à evolução de diferentes espécies – incluindo humanos e grandes símios.

“Os genomas dos grandes primatas tendem a quebrar-se e a reorganizar-se, e mesmo os genomas humanos têm regiões muito instáveis”, disse Murphy. “Essas variações podem predispor certos indivíduos a terem condições genéticas, como autismo e outros distúrbios neurológicos”.

A chave para esta variação entre gatos e macacos, como Murphy descobriu, parece ser a frequência de algo chamado duplicações segmentares – segmentos de ADN que são cópias altamente semelhantes de outros segmentos de ADN encontrados em outras partes do genoma.

“Pesquisadores do genoma de primatas conseguiram vincular essas duplicações segmentares a rearranjos cromossômicos”, disse ele. Quanto mais duplicações segmentais você tiver em seu DNA, maior será a probabilidade de os cromossomos se reorganizarem, etc.

“O que descobrimos ao comparar um grande número de genomas de espécies de gatos é que os gatos têm apenas uma fração das duplicações segmentares encontradas em outros grupos de mamíferos – os primatas, na verdade, têm sete vezes mais dessas duplicações do que os gatos. acreditamos que entendemos por que os genomas dos gatos são mais estáveis”, disse ele.

Uma agulha em uma hélice (dupla)

Embora os gatos possam não ter tantos rearranjos genéticos grandes em seu DNA, eles ainda apresentam muitas diferenças. Através da sua investigação, Murphy e os seus colegas compreendem agora melhor que partes do ADN dos gatos causam essas variações, especialmente as variações que definem a especiação, ou as diferenças entre espécies.

“Acontece que há uma grande região no centro do cromossomo X onde ocorre a maioria dos rearranjos genéticos”, disse Murphy. “Na verdade, há um elemento repetitivo específico nesta região chamado DXZ4 que as evidências nos dizem ser em grande parte responsável pelo isolamento genético de pelo menos duas espécies de felinos, o gato doméstico e o gato selvagem”.

DXZ4 é o que Murphy chama de repetição de satélite – não é um gene típico que codifica uma característica física como a cor do pelo, mas, em vez disso, auxilia na estrutura tridimensional do cromossomo X e provavelmente desempenhou um papel importante na especiação dos gatos. .

“Ainda não sabemos o mecanismo preciso, mas comparando todos estes genomas de gatos, podemos medir melhor a taxa à qual o DXZ4 evoluiu numa espécie em comparação com todas as outras. evoluindo partes do genoma do gato; está evoluindo mais rápido do que 99,5% do resto do genoma”, explicou ele.

“Devido à taxa de mutação, conseguimos demonstrar porque é que o DXZ4 está provavelmente ligado à especiação”, disse Murphy.

Farejando genes indescritíveis

Usando sequências genómicas novas e altamente detalhadas, a equipa também descobriu ligações mais claras entre o número de genes olfactivos, que governam a detecção de cheiros em gatos, e a variação no comportamento social e como estes se relacionam com o ambiente.

“Como os gatos são predadores que dependem muito do olfato para detectar suas presas, o olfato é uma parte muito importante de quem eles são”, disse ele. “Os gatos são uma família muito diversificada e sempre quisemos compreender como a variação genética desempenha um papel na capacidade de diferentes espécies de gatos cheirarem nos seus diferentes ambientes.

“Leões e tigres têm uma grande diferença entre certos genes odoríferos envolvidos na detecção de feromônios, que são substâncias químicas que diferentes animais liberam no meio ambiente para comunicar informações sobre identidade, território ou perigo”, disse Murphy.

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