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O sequenciamento do DNA do pinheiro-de-bristlecone da Grande Bacia, árvore que começou a crescer antes das pirâmides do Egito, revelou um genoma com 23,8 bilhões de pares de bases, telômeros mais longos e pistas que podem ajudar a explicar como a espécie atravessa mais de 5 mil anos
O sequenciamento do DNA do pinheiro-de-bristlecone da Grande Bacia, considerado o organismo individual não clonal mais antigo conhecido na Terra, abriu uma nova frente de pesquisa sobre a longevidade extrema. O estudo revelou o primeiro genoma de referência completo de Pinus longaeva, espécie capaz de sobreviver por mais de cinco milênios.
Publicado em 17 de março na revista G3: Genes|Genomes|Genetics, o trabalho foi coordenado pela Universidade da Califórnia, Davis.
A pesquisa busca entender como árvores dessa espécie, algumas iniciadas antes da construção das pirâmides egípcias, conseguem persistir por tanto tempo.
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DNA de uma árvore com mais de cinco milênios
O genoma sequenciado tem 23,8 bilhões de pares de bases, volume aproximadamente oito vezes superior ao do genoma humano. Mesmo assim, o número de genes codificadores de proteínas é apenas um pouco maior, com 21.364 genes identificados pelos pesquisadores.
Grande parte desse DNA é formada por sequências repetitivas acumuladas ao longo de milhões de anos de história evolutiva. Essas repetições, no entanto, parecem não ter causado danos ao organismo, mesmo diante da dimensão incomum do material genético.
As amostras de tecido usadas no estudo foram retiradas de agulhas e sementes de pinheiro-de-bristlecone nas Montanhas Brancas da Califórnia.
A coleta ocorreu com autorização do Serviço Florestal do USDA, enquanto o sequenciamento foi conduzido por cientistas da Universidade Johns Hopkins.
Para montar o genoma, a equipe combinou abordagens de leitura curta e longa. O resultado foi uma montagem altamente contígua, com tamanho N50 de 1,2 gigabases, além da montagem separada dos genomas do cloroplasto e da mitocôndria como cromossomos circulares completos.
Indícios genéticos ligados à longevidade
Duas características chamaram atenção dos pesquisadores durante a análise do DNA. Uma delas foi a presença de genes associados à resistência a doenças, em especial uma classe conhecida como receptores de repetição rica em leucina de ligação a nucleotídeos.
A outra foi o comprimento médio dos telômeros, maior do que o observado em outras coníferas. Telômeros mais longos costumam estar associados a um envelhecimento celular mais lento, o que levou os cientistas a considerar a possibilidade de relação com a longa sobrevivência da espécie.
Apesar disso, o estudo não encontrou evidências suficientes para afirmar que esses fatores explicam diretamente a longevidade do pinheiro-de-bristlecone. Os autores destacaram que ainda são necessárias novas pesquisas antes que qualquer mecanismo seja apontado como responsável por esse padrão biológico.
David Neale, professor emérito de ciências vegetais da UC Davis e líder do projeto, definiu o resultado como um recurso fundamental para estudos futuros. Ele afirmou que o sequenciamento de uma única árvore não oferece respostas claras sobre a base genética da longevidade, mas fornece uma referência necessária para a biologia moderna.
Steven Salzberg, professor de engenharia biomédica da Universidade Johns Hopkins, ressaltou a dimensão do desafio técnico envolvido. Ele observou que montar um genoma de 24 bilhões de pares de bases, oito vezes maior que o humano, representa um obstáculo computacional considerável.
Uma espécie sem sinais usuais de envelhecimento
Um dos aspectos mais instigantes da biologia do pinheiro-de-bristlecone é a ausência aparente de senescência biológica nos moldes observados na maioria dos organismos. A senescência é o processo em que células envelhecem e morrem sem substituição, o que leva, com o tempo, à morte do organismo.
Nos pinheiros-de-bristlecone, os marcadores genéticos normalmente ligados a esse processo não parecem estar presentes.
Quando essas árvores morrem, a causa costuma ser externa, como incêndios, tempestades, infestação por insetos ou danos físicos, e não a velhice em sentido biológico convencional.
Neale reconheceu que é difícil descartar a ideia de uma vida útil potencialmente indefinida ao estudar uma árvore que pode alcançar 5 mil anos.
Ao mesmo tempo, alertou que a espécie pode ser apenas um caso biológico fora do padrão, sem paralelo direto em outras formas de vida.
Ele também apontou que uma comparação entre um organismo que vive 5 mil anos e outro, ou alguém, que vive 100 anos poderia trazer respostas relevantes. Ainda assim, o estudo não apresenta conclusão definitiva sobre como essa diferença se estabelece no nível genético.
O valor do genoma para conservação e pesquisa
O genoma de referência também tem utilidade além das investigações sobre longevidade. Embora o pinheiro-de-bristlecone não esteja atualmente listado como ameaçado ou em perigo de extinção, algumas árvores da espécie morreram nas últimas décadas por causa de calor, seca e ação de besouros da casca.
Constance Millar, ecologista da Estação de Pesquisa do Pacífico Sudoeste do Serviço Florestal do USDA, observou que as populações das Montanhas Brancas persistem sob condições climáticas extremas há quase 11 mil anos. Esse período se estende desde o fim da última era glacial.
Com o DNA agora disponível como referência, cientistas e gestores de terras passam a ter uma nova ferramenta para analisar como a espécie responde geneticamente ao estresse ambiental. Isso pode ajudar a identificar quais populações reúnem características mais adequadas às condições futuras.
A expectativa dos autores é que o genoma seja utilizado por pesquisadores florestais, profissionais da conservação e estudiosos dedicados à longevidade em diferentes formas de vida. O sequenciamento do DNA do pinheiro-de-bristlecone, assim, inaugura uma nova etapa para investigar como um organismo vivo atravessa milênios na Terra.
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