Rara, Linda, Japonesa e com o maior Genoma alguma vez encontrado é uma planta

'Paris japonica', planta com maior genoma conhecido. (Foto: Neil Roger / Flickr / Creative Commons 2.0 nc).
Botânicos da Kew Botanical Gardens britânica afirmam que a planta Paris japonica possui o maior genoma conhecido, e é encontrada no Japão. A descoberta , que realça a vulnerabilidade da planta mereceu publicação na revista científica Botanical Journal of the Linnean Society.

A Paris japonica é uma planta para jardineiros pacientes. Para obter um exemplar com 80 centímetros, é preciso um ambiente húmido, sem sol directo, com muitos nutrientes e uma paciência de santo – depois de plantada, o caule pode demorar até quatro anos a despontar. A planta é exigente e isso pode estar associado aos 152,23 picogramas (um picograma é um bilionésimo de um grama) de ADN que cada célula tem. Uma quantidade enorme, 50 vezes maior do que cada célula humana carrega, que é apenas de três picogramas.

De acordo com o estudo, o menor dos genomas conhecidos é encontrado no parasita de mamíferos Encephalitozoon intestinalis, com apenas 0,0023 pg. Antes de estudar o material genético da Paris japonica, cientistas acreditavam estar próximos do limite máximo para o volume de genomas. O record pertencia a uma espécie de peixe pulmonado encontrado em águas africanas - o Protopterus aethiopicus, com 132,83pg.
"Algumas pessoas podem questionar-se que consequência tem um genoma tão grande e se realmente importa uma espécie ter mais ADN do que outra", disse Ilia Leitch, investigadora do jardim de Londres Kew Gardens. "A resposta é um 'sim' – um grande genoma aumenta o risco de extinção", disse.

Segundo a investigadora, quanto mais ADN o genoma tem, mais a célula demora a replicar toda a molécula para poder dividir-se. "Pode demorar mais para que um organismo com um genoma maior complete o seu ciclo de vida do que um com um genoma menor", explicou a investigadora citada pela Reuters. Normalmente espécies com genomas grandes estão menos adaptadas a viver em solos poluídos e toleram mal condições ambiente extremas. "Que são cada vez mais relevantes no mundo em mudança", conclui a cientista.

Como comparação, vegetais em desertos, que precisam crescer rápido após as chuvas raras, possuem genomas pequenos. Plantas com DNAs maiores são geralmente excluídas deste tipo de habitat.

Genoma do mandarim esconde chave da linguagem humana

Novas pistas sobre aprendizagem vocal do mandarim
Genoma da ave sequenciado por investigadores da Universidade de Washington

Mandarim - Imagem retirada da Flickr


O mandarim (Taeniopygia guttata) é um dos seres de maior interesse em laboratório, para os cientistas, por poderem ser usados como modelo de comparação entre outras aves. É um pássaro cantor, cujo comportamento e evolução têm grande interesse para os neurocientistas.

Uma equipa do Centro de Genoma, da Universidade de Washington (EUA), acabou de completar o genoma do mandarim e os primeiros resultados revelaram que pelo menos 800 genes são responsáveis pela sua habilidade para o canto, para além de terem identificado potenciais indícios genéticos relacionados com a evolução da comunicação vocal.

O estudo, publicado na «Nature», dá pistas sobre como é feita a aprendizagem a nível molecular, tanto em aves como em seres humanos. Segundo Richard K.Wilson, director do centro, uma das características particulares desta ave é o facto de aprenderem (no caso dos machos) a completar as melodias dos seus pais. Inicialmente, começam por balbuciar sons aleatórios (como as crianças) e depois, aprendem a imitar os sons dos progenitores, repetindo-os e passando-os à geração seguinte. As fêmeas já não têm a mesma capacidade de aprendizagem.

As melodias são simples e curtas (duram alguns segundos), mas são bastante complexas geneticamente, segundo referem os cientistas no estudo^. Estes especulam a possibilidade de trazer avanços relacionados com problemas e doenças ligadas à memória, fala e aprendizagem – já que têm a vantagem de poderem ter vários genes em comum com os humanos. Quando o mandarim canta ou ouve uma melodia, activa uma rede de neurónios bastante complexa no cérebro e grande parte dos genes implicados actuam como controladores da expressão de outros relacionados com a comunicação vocal.

Contudo, embora existam semelhanças com o ser humano, são ainda bastante diferentes já que o genoma desta ave tem mil milhões de bases (do DNA) e o do homem 2.800 milhões.

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Genoma dos (3) Porquinhos revelado

É verdade o genoma dos nossos tão conhecidos porquinhos também foi (quase) sequenciado.

Um grupo de cientistas conseguiu decifrar 98% da sequência do DNA do porco doméstico, um avanço que terá consequências no estudo sobre doenças em humanos, dada a semelhança entre as duas espécies. Mais especificamente, os especialistas decifraram o DNA de um porco vermelho da raça Duroc, que vive em uma fazenda da Universidade de Illinois (Estados Unidos) e que se soma assim à lista de animais cujo genoma já foi sequenciado, anunciaram hoje os autores da pesquisa, do Instituto Wellcome Truste Sanger de Hinxton, na Inglaterra.
A descoberta permitirá aos cientistas determinar quais são os genes mais úteis para a produção suína e quais os envolvidos no desenvolvimento do sistema imunológico do porco ou de outros processos fisiológicos importantes.
Além disso, a sequência genética do porco doméstico contribuirá para melhorar a criação suína, já que fornecerá mais informações sobre as doenças que costumam afectar os animais, e ajudará a preservar a população global de porcos selvagens ou em vias de extinção.
Os investigadores concordam que este avanço poderá ter também sua repercussão nos estudos sobre a saúde humana, já que a fisiologia, o comportamento e as necessidades nutricionais dos porcos e do homem são muito similares.
"Esta sequência fornece à comunidade científica uma ferramenta que servirá para entender melhor as doenças humanas, facilitando estudos cardiovasculares, pulmonares, gastrintestinais e imunológicos", explicou o diretor do instituto, Allan Bradley.
"O porco é um animal único, que é importante para a alimentação e que é utilizado como um animal modelo para o estudo das doenças humanas", ressaltou Larry Schook, professor de Ciências Biomédicas da Universidade de Illinois e líder do projeto.
Schook destacou que ter decifrado 98% da sequência do DNA deste animal tornará possível "aprender mais sobre os efeitos no genoma da domesticação" ao compará-lo com o dos porcos selvagens.
Fizeram parte da pesquisa cerca de 20 institutos e organizações médicas públicas e privadas de Holanda, França, Estados Unidos, Japão, Coreia e Reino Unido.

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Genoma de pepino deixou de ser segredo.

Cientistas do Instituto de Genética de Pequim decifraram o genoma do pepino. Esta descoberta tem como finalidade o aperfeiçoamento deste vegetal

Um grupo de cientistas conseguiu decifrar a sequência genética do pepino, uma descoberta que pode ter importantes implicações para a produção de novas e melhores variedades deste vegetal, indica um artigo hoje publicado na revista Nature.
Combinando técnicas tradicionais de sequenciação e outras de última geração, uma equipa de especialistas do Instituto de Genética de Pequim conseguiu revelar o genoma do pepino, elevando para sete o número de plantas e vegetais cuja composição genética deixou de ser um segredo. Além do pepino já foram decifradas as sequências genéticas da espécie "arabisdopsis thaliana", do arroz, do álamo (uma espécie de choupo), da papaia, da videira e do sorgo. Na prática, esta descoberta permite a criação de variedades de vegetais mais resistentes às pragas e que absorvem melhor os fertilizantes, permitindo ainda modificações genéticas para conseguir espécies melhoradas. Desta forma modificando a estrutura genética podem obter-se variedades de frutas e vegetais que resistam melhor às variações de temperatura ou dos caprichos do tempo e estender a plantação a zonas em que actualmente não se podem plantar. O pepino faz parte da família das "cucurbitaceae", que inclui o melão. Esta família de vegetais e frutas ocupa actualmente cerca de nove milhões de hectares em plantações por todo o mundo, que produzem 184 milhões de frutas e hortaliças por ano.

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Mexilhão das fontes hidrotermais dos Açores já tem Genoma sequenciado

Estudo inédito a nível mundial terá aplicação prática em áreas como a farmacêutica e a medicina.

Um grupo de investigação do Departamento de Oceanografia e Pescas (DOP), da Universidade dos Açores, liderado por Raul Bettencourt, criou a primeira base de dados sobre o transcriptoma do mexilhão das fontes hidrotermais de ambiente marinho profundo, o Bathymodiolus azoricus. Segundo o investigador, são muitas as aplicações práticas que podem surgir com este estudo, principalmente a nível da medicina. Desde os tempos do mestrado e doutoramento, na Suécia, que Raul Bettencourt se interessa pela “evolução dos sistemas imunes nos organismos mais primitivos”. Quando entrou para o DOP começou a investigar a adaptação fisiológica de organismos a meios extremos. As fontes hidrotermais de ambiente marinho profundo e os seus habitantes são um excelente tema de estudo, isto devido às suas condições extremas de temperatura ou pressão. Estas, explica, “tornariam a vida insustentável na superfície”. Mas naquele meio “os animais desenvolvem-se, reproduzem-se e criam comunidades”. Isto porque “o ecossistema é sustentado por uma cadeia alimentar baseada em bactérias quimiossintéticas”, ou seja, a cadeia trófica faz-se através na quimiossíntese e não na fotossíntese. O estudo do bivalve Bathymodiolus azoricus, que habita o campo hidrotermal Lucky Strike (a 1700 metros de profundidade e a 200 milhas sudoeste da ilha do Faial), interessou a Raul Bettencourt pelas questões biológicas que levanta. A investigação sobre a sua adaptação fisiológica teve início em 2004 “com a identificação de genes”.
Daí foi necessário olhar de uma forma global para a expressão de todos os genes (ou transcriptoma) que indicam “os mecanismos moleculares envolvidos nos processos de adaptação a ambientes caracterizados por ausência de luz solar, elevados níveis de pressão hidrostática e de concentração de metais pesados, níveis muito baixos de pH e, ainda, valores extremos de temperatura”. Este trabalho de sequenciação do transcriptoma de um invertebrado é o primeiro a nível nacional. É também o primeiro a nível mundial respeitante a um animal das fontes hidrotermais de ambiente marinho profundo. A análise do transcriptoma de Bathymodiolus azoricus teve início no laboratório de Genética e Biologia Molecular do Departamento de Oceanografia e Pescas da Universidade dos Açores, no âmbito dos trabalhos de investigação na área da imunidade inata em invertebrados marinhos dos Açores. A análise das cerca de 860000 sequências obtidas através da tecnologia da pirosequenciação com o sistema GS FLX Titanium da 454-Life Sciences-Roche esteve a cargo da equipa da Unidade de Serviços Avançados do Biocant, liderada por Conceição Egas e de Miguel Pinheiro, da Unidade de Bioinformática do mesmo centro. Da investigação resulta a criação de uma base de dados sobre o transcriptoma deste animal que estará disponível brevemente. A tecnologia da pirosequenciação permitiu obter, no caso do Bathymodiolus, cerca de 86000 sequências de cDNA e 44000 proteínas homólogas a outros organismos vivos. As protéinas identificadas e catalogadas em grandes grupos funcionais, na base de dados DeepSeaVent, tornarão os estudos sobre as adaptações fisiológicas do mexilhão das fontes hidrotermais muito mais facilitados, para além de revelarem genes e proteínas potencialmente interessantes do ponto de vista biotecnológico. A base de dados irá funcionar posteriormente no DOP, tendo sido adquirido, para o efeito, um servidor inteiramente dedicado aos futuros trabalhos de bioinformática, não apenas do DeepSeaVent Bathymodiolus azoricus, mas de outras bases de dados que irão ser criadas a partir de camarões das fontes hidrotermais, corais de profundidade, e peixe espada, sob a responsabilidade dos colegas, respectivamente, Raul Bettencourt, Marina Carreiro e Sergio Stefanni.

Aplicação prática

Existe um vasto potencial para a aplicação prática deste estudo. “As moléculas que participam na defesa do organismo são antibióticos naturais, que poderão ser aplicados a nível farmacêutico”, afirma. Existe também “um gene que participa no desenvolvimento da visão, bem como moléculas que têm funções de desintoxicação”. A medicina será, então, uma área privilegiada para a aplicação dos estudos que se vão continuar a realizar. O próximo passo será a publicação do estudo e a sua extensão a outros animais, nomeadamente a um camarão, uma esponja e um peixe.

Imagem e notícia em cienciahoje.pt e também em

http://www.horta.uac.pt/intradop//index.php?option=com_content&task=view&id=1738

Pela 1ª Vez Genoma humano em 3D

Investigadores conseguiram descifrar a estructura tridimensional do genoma humano, o que abre uma via para novas descobertas nas funções e estruturas genómicas.

Image: From Science, a two-dimensional Hilbert curve, and the three-dimensional shape of a genome

A descodificação do genoma humano foi sem dúvida , um dos mais importantes avanços da ciência nos últimos anos. Existem no entanto ainda muitos problemas para compreender a natureza do genoma da nossa espécie, principalmente devido a esta ser de facto muito complexa, então qualquer descoberta que facilite a sua compreensão é benvinda.

Está neste caso a investigação de Job Dekker, biólogo molecular da Escola de Medicina da Universidade de Massachusetts, que em colaboração com a sua equipa de biólogos conseguiu modelar o genoma humano em três dimensões, mostrando uma visão clara e gráfica do mesmo, e permitindo o seu entendimento de uma forma mais eficiente. Para conseguir isso, os cientistas utilizaram uma nova tecnologia conhecida como "Hi-C", que lhes permitiu responder a questões até agora sem resposta, a qual consiste em explicar como cada uma das células do corpo pode conter 3,000 milhões de pares de base de ADN funcionando na perfeição.

O genoma normalmente está empacotado em peças de ADN e proteínas , numa intrincada estrutura que torna muito difícil o seu estudo. Além disso, ao fazer-se a sua sequência, a sua forma original é destruída e os microscópios electrónicos não podem conseguir mais do que penetrar ao de leve a sua superfície. Ainda que os seus constituintes sejam conhecidos, a forma real do genoma é um mistério.
Agora, graças ao trabalho de Dekker a mesma pode ser observada de forma mais nítida ." Vai mudar a forma de como estudamos os cromossomas -afirma o biólogo-. Abrirá a caixa negra. Não conhecíamos a organização interna do genoma, agora podemos apreciá-la com elevada resolução.. Relaciona essa estrutura à actividade dos genes e observa como essa estrutura varia nas células ao longo do tempo".

Um dado interessante: se pudéssemos esticar todo o genoma, este mediria cerca de 2 metros, o suficiente para utilizá-lo como colar.

http://www.wired.com/wiredscience/2009/10/fractal-genome/

Por dentro do vírus HIV...finalmente descodificado o seu genoma

Uma nova técnica permitiu pela primeira vez a descodificação de todo o mapa genético do vírus HIV, que dá origem à sida, permitindo que os cientistas tenham uma "visão geral" desse genoma, abrindo uma porta para novas terapias.

Uma equipa de investigadores da Universidade da Carolina do Norte, Estados Unidos, liderada por Kevin Weeks, desenvolveu uma técnica que permite descodificar, pela primeira vez, todo o mapa genético do vírus HIV – o vírus que causa a Sida.

A leitura da arquitectura interna do vírus foi possível graças a uma nova tecnologia – «Shape» (de selective2’-hydroxyl acylation analysed by primer extension) –, estruturada pelos próprios cientistas norte-americanos. O «Shape» forma não só uma imagem dos nucleotídeos do RNA, onde se integra toda a informação genómica, onde comungam várias estruturas com um papel importante no ciclo vital da patologia, como mostra ainda as dobras das pequenas tiras do RNA. O estudo foi publicado na última edição da revista «Nature».

A grande inovação desenvolvida pela equipa de Weeks foi a criação de um novo método químico que permite obter uma imagem completa do mapa genético do vírus, quando até aqui apenas se conseguia observar uma pequena área de cada vez.
«A técnica é parecida com a acção de reduzir o zoom de um mapa e obter uma visão mais ampla da paisagem, se bem que à custa dos detalhes», escreveu Hashim Al Hashimi, da Universidade de Michigan, citado pela revista científica «Nature».

Os investigadores acreditam que este avanço permitirá compreender as estratégias usadas pelo HIV na sua replicação e infecção do organismo humano e poderá ainda ajudar a abrir caminhos para novos tratamentos. Segundo a equipa da Universidade da Carolina do Norte, a técnica pode conduzir ao desenvolvimento de novos fármacos e terapias não só para a Sida, mas também contra outros vírus, como os das gripes.

Diferenciando-se de outros organismos, o HIV é semelhante ao vírus Influenza (gripe) ou ao da Hepatite C, ou seja, integra a informação genética no RNA-vírus e não no DNA, como acontece nos seres humanos, nos animais e nas plantas.

HIV-Credit: MEDICAL RF.COM / SCIENCE PHOTO LIRARY)

Isto torna muito mais difícil a descodificação porque ao contrário do DNA o RNA é capaz de se enrolar sobre si mesmo originando complexos padrões tridimensionais.
Estudos anteriores mostraram no modelo pequenas regiões do genoma do HIV consistindo em duas cadeias cada uma contendo 10.000 nucleótidos, os blocos de construção de ambas as moléculas do DNA e RNA. Com esta nova técnica, Kevin Weeks e colaboradores esperam descobrir de que maneira o genoma do RNA determina o ciclo de vida do vírus HIV. Modificando sequências do RNA e vendo o que acontece ao nível do vírus..., Se ele não se replicar como é de esperar, quando sujeito a mutações, então saberemos que a mutação causada afectou alguma parte importante para o vírus," afirmou Ronald Swanstrom, microbiologista da UNC e co-autor do estudo.

Desde que a sida foi noticiada em 1981, já matou pelo menos 25 milhões de pessoas e 33 milhões de outras vivem com a doença provocada pelo virus HIV, que destrói as células imunitárias e expõe o corpo a doenças oportunistas.

Assim esta descoberta é de crucial importância na medida que "A curto prazo, a descoberta quase de certeza que vai tornar mais fácil desenvolver medicamentos para lidar com os RNA". E a tão esperada vacina para a sida.
Notícia lida em

http://www.biotec-zone.net/?do=vernoticia&id=547

e também em

http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=33911&op=all

Finalmente... Genoma do ratinho totalmente sequenciado

Genoma do ratinho totalmente sequenciado ao fim de 10 anos

O genoma do ratinho, o animal mais utilizado nos laboratórios do mundo inteiro para estudar doenças humanas, foi lido na sua totalidade. Já existiam “rascunhos” do genoma do cão, do gato, do rato, etc. Mas o único genoma completo de mamífero – o único sequenciado sem “buracos” –, era até aqui o genoma humano. Tudo começou há dez anos, com o ADN de uma única estirpe de ratinhos de laboratório (Mus musculus). A sequenciação, que exige a clonagem de inúmeros fragmentos da gigantesca molécula, seguida da sua montagem na ordem certa – é sempre uma façanha técnica –, foi realizada pela equipa de Deanna Church, dos National Institutes of Health, nos EUA. Entretanto, o novo genoma já começou a revelar os seus segredos.O ratinho é globalmente (goste-se ou não) um excelente modelo para o estudo das doenças humanas e o teste de potenciais tratamentos. Mas o seu genoma não é idêntico ao nosso, visto terem evoluído separadamente durante os últimos 90 milhões de anos. Por isso, a extrapolação para o ser humano de resultados obtidos no ratinho pode ser arriscada e é essencial saber quais são os genes comuns aos dois genomas e quais os específicos de cada um. “Uma melhor compreensão do genoma do ratinho, e portanto da biologia do ratinho, permitirá aumentar a utilidade do ratinho enquanto modelo para as doenças humanas”, escrevem os autores na revista online "PLoS Biology". Essa tarefa de análise coube à equipa de Leo Goodstadt e Chris Ponting, da Universidade de Oxford, e mostrou que a maioria dos genes do ratinho – 75 por cento – tem um equivalente directo no ser humano (mas não os outros 25 por cento). “Só quando juntámos todas as peças do puzzle”, referiu hoje Goodstadt em comunicado da sua Universidade, “é que percebemos que há um grande número de genes que apenas existem no ratinho.”

Fonte da noticia: Público.PT

Artigo original em:

http://www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.1000112

Cangurus afinal tiveram origem na China

Costuma-se dizer que os "Chineses inventaram tudo" o que parece também aplicar-se aos cangurus. Estudos Genéticos mostram que os cangurus tiveram origem na China. Cientistas Australianos conseguiram o primeiro mapa completo do Genoma destes simpáticos animais. Os Cientistas afirmam que a origem dos cangurus é chinesa e ainda que os animais chegaram à Austrália via América e Antártida.

Jenny Graves, directora do Centro de Excelencia para a Genética dos Cangurus referiu " Os cangurus possuem cerca de 20.000 genes, muitos dos quais são iguais aos dos seres humanos" , pelo que " a sua descodificação permitirá conhecer o que eram os seres humanos há 150 milhões de anos".

Graves assegura que seres humanos e cangurus em termos evolutivos se separaram há 150 milhões de anos, enquanto que o rato e o homem partilham um ancestral comum há 70 milhões de anos.

"Há algumas diferenças. Nos humanos temos um pouco mais deste gene, um pouco menos daquele. Mas são os mesmos genes e praticamente na mesma ordem", afirmou a directora do Centro de Genética.

Existem 26 espécies de cangurus na Austrália e 200 de marsupiais, mas a investigação só estudou a espécie de cangurus Macropus eugenii.

Tradução da notícia retirada de:

http://www.naturacuriosa.blogspot.com/

Ornitorrinco - TRÊS em UM

Genoma do ornitorrinco confirma características de ave, réptil e mamífero

:: 2008-05-07

O ornitorrinco, um animal peludo com bico de pato e dentes, patas palmípedes e cauda achatada tem características genéticas comuns aos répteis, aves e mamíferos, segundo confirma o seu genoma. Um grupo internacional de investigadores publica hoje na revista Nature o genoma do Ornithorhynchus anatinus, descrevendo-o como "uma amálgama de características pertencentes a um reptiliano ancestral e derivadas dos mamíferos" e com alguns dos seus 52 cromossomas a corresponderem aos das aves.

Este estanho animal de 40 centímetros de comprimento que vive na Austrália e na Tasmânia põe ovos e amamenta as crias, pertencendo por isso à ordem dos monotrematas, tem a pele adaptada à vida aquática e o macho segrega um veneno comparável ao das cobras. "A mistura fascinante de traços no genoma do ornitorrinco fornece muitos índices sobre a função e evolução de todos os genomas dos mamíferos", sublinha num comunicado o principal autor do estudo, Richard Wilson, director do Centro do Genoma da Universidade de Washington. Trata-se de um animal "único" por ter conservado as características dos répteis e dos mamíferos, uma especificidade que a maioria destes perdeu ao longo da evolução - assinala Wes Warren, também da Universidade de Washington. A sequenciação do genoma do ornitorrinco foi realizada com base numa fêmea chamada Glennie que vive na Austrália, na Nova Gales do Sul, por um grupo de investigadores em que participaram equipas de oito países. Depois de compararem este genoma com os do homem, do cão, do rato, do opossum e da galinha, os investigadores concluíram que partilha com estes 82 por cento dos seus genes. No total, tem cerca de 18.500 genes, dois terços dos do homem. Entre as suas originalidades, o ornitorrinco nada com os olhos, as orelhas e as narinas fechadas, e serve-se de receptores electro-sensoriais no bico para detectar os fracos campos eléctricos das presas debaixo da água. Como não tem tetas, o leite exsuda da pele para as crias, como nos marsupiais. Este animal, um dos mais primitivos do ponto de vista evolutivo, chegou pela primeira vez ao Museu de História Natural de Londres em 1799, vindo da Austrália, para espanto dos naturalistas que o estudaram.

Fonte: Ciência Hoje