O maior estudo já feito sobre o DNA oceânico revelou alguns segredos sobre a abundância de fungos na zona crepuscular dos mares, localizada entre 200 e 1.000 metros abaixo da superfície.
A descoberta, publicada na revista Frontiers in Science, pode abrir portas para o desenvolvimento de medicamentos e conta com informações de mais de 317 milhões de grupos de genes de organismos marinhos, fornecendo dados como função biológica, localização e tipo de habitat.
“Genes e proteínas derivados de micróbios marinhos têm infinitas aplicações potenciais”, disse o coautor do estudo Carlos Duarte , ecologista marinho da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, a Carissa Wong, da Nature News .
“Podemos investigar novos antibióticos ou encontrar novas enzimas para a produção de alimentos. Se souberem o que estão procurando, os pesquisadores poderão usar nossa plataforma para encontrar a agulha no palheiro que possa resolver um problema específico.”
Para construir a base de dados, os investigadores analisaram milhares de amostras marinhas recolhidas nos últimos 15 anos, nos cinco oceanos e no Mar Mediterrâneo. As amostras foram provenientes de uma variedade de expedições e estudos anteriores, como a expedição global Tara Oceans , que decorreu de 2009 a 2013. O ADN representava bactérias, fungos e vírus de uma variedade de geografias e profundidades oceânicas.
No passado, as barreiras à sequenciação do ADN representavam um grande obstáculo para os cientistas – mesmo quando as amostras genéticas eram recolhidas e estavam em mãos, os seus esforços podiam ser frustrados pelo custo, pelo tempo ou pelo estado do DNA. Em 2022, 303 milhões de genes microbianos marinhos únicos foram sequenciados.
O avanço da equipe veio por meio de sequenciamento e avanços tecnológicos. Melhorias na velocidade e precisão da supercomputação, bem como desenvolvimentos em inteligência artificial e sequenciamento de DNA , permitiram à equipe analisar mais de 2.100 metagenomas, ou grandes quantidades de material genético. Ao todo, eles sequenciaram aproximadamente 317 milhões de grupos únicos de genes microbianos para criar o catálogo mais completo até agora.
Em particular, o estudo analisou de perto a vida acostumada às condições extremas da “zona crepuscular” oceânica. Estendendo-se entre 200 e 1000 metros abaixo da superfície – fora do alcance da luz solar – esta região é o lar de algumas das criaturas mais singulares da Terra, com adaptações impulsionadas por um habitat tão hostil.
Dentro da zona crepuscular, os investigadores ficaram surpresos ao descobrir que mais de metade dos agrupamentos únicos de genes encontrados pertenciam a fungos.
“Houve algumas indicações de [abundância de fungos neste nível] antes, então esta é outra peça do quebra-cabeça”, disse a autora principal Elisa Laiolo , bióloga marinha da KAUST.
Penicilina foi desenvolvida a partir de fungos
Medicamentos como a penicilina, por exemplo, foram desenvolvidas a partir de fungos. E aqueles encontrados nas profundezas do oceano desenvolveram características raras que poderiam ser úteis para cientistas que desenvolvem medicamentos. “Isso poderia potencialmente levar à descoberta de novas espécies com propriedades bioquímicas únicas”, disse Fabio Favoretto , ecologista marinho do Scripps Institution of Oceanography que não esteve envolvido na pesquisa.
“Podemos encontrar algo como [penicilina] nesses fungos oceânicos.” O exame dos micróbios marinhos também esclareceu o papel dos vírus no aumento da diversidade genética, o que fazem ao mover genes entre organismos.
Para que o catálogo seja verdadeiramente eficaz, afirma a equipa, os países e os cientistas precisam de dar prioridade à disseminação do conhecimento. O “ tratado de alto mar ” de 2023, assinado por quase 200 países, afirma que um gene marinho é propriedade do país que o descobre, embora os seus benefícios devam ser partilhados. Ainda assim, o acordo não estava claro sobre como isso funcionaria.
“Essa incerteza deve ser resolvida agora que atingimos o ponto em que as tecnologias genéticas e de inteligência artificial podem desbloquear inovação e progresso sem precedentes na biotecnologia azul”, afirma Duarte num comunicado.
Fonte: Panorama Farmacêutico/Smithsonian Magazine 22.01.2024