Um estudo realizado por investigadores da Universidade de Göttingen sobre Mesotaenium endlicherianum, uma alga intimamente relacionada com as plantas terrestres, revelou importantes informações genéticas. Ao analisar as respostas das algas a várias condições ambientais, os biólogos descobriram mecanismos genéticos partilhados entre as algas e as plantas terrestres, aprofundando a sua compreensão da evolução e resiliência das plantas.
Uma grande variedade de plantas cresce na maior parte da superfície terrestre e constituem a grande maioria da biomassa terrestre. As plantas variam de musgos delicados a árvores imponentes. Esta incrível biodiversidade resultou de um evento evolutivo fatídico: a terrestrialização das plantas. Isto se refere ao momento em que um tipo de alga (cujos descendentes modernos ainda podem ser estudados em laboratório) evoluiu para plantas e invadiu terras ao redor do mundo. Uma equipe de pesquisa da Universidade de Göttingen liderou uma pesquisa de 10 bilhões de fragmentos de RNA para identificar “genes centrais”.
Uma equipe internacional liderada pela equipe de pesquisa gerou dados de expressão genética em grande escala para estudar as redes moleculares em uma das algas parentes mais próximas das plantas terrestres, uma humilde alga unicelular chamada Mesotaenium endlicherianum. Os resultados de suas pesquisas foram publicados na Nature Plants.
Os pesquisadores usaram uma cepa de Endophyllum que foi armazenada com segurança por 25 anos na Coleção de Culturas de Algas da Universidade de Göttingen (SAG) e usaram uma configuração experimental única para expor continuamente os Endophyta a uma variedade de diferentes intensidades de luz e temperaturas.
Janine Fürst-Jansen, pesquisadora da Universidade de Göttingen, diz: "Nosso estudo examinou primeiro os limites da capacidade das algas de se adaptarem à luz e à temperatura. Nós as expusemos a uma ampla faixa de temperatura de 8°C a 29°C. Ficamos muito curiosos quando observamos uma ampla gama de interações entre termotolerância e fototolerância com base em análises fisiológicas aprofundadas. "
Os investigadores não só estudaram a resposta das algas a nível morfológico e fisiológico, mas também leram informações de aproximadamente 10 mil milhões de fragmentos de ARN. O estudo utilizou análise de rede para estudar simultaneamente o comportamento comum de quase 20.000 genes. Entre esses padrões compartilhados, foram descobertos "genes centrais" que desempenham um papel central na coordenação da expressão gênica em resposta a vários sinais ambientais.
Esta abordagem não só fornece informações valiosas sobre como a expressão genética das algas é regulada em resposta a diferentes condições, mas, combinada com a análise evolutiva, também revela como estes mecanismos são comuns às plantas terrestres e aos seus parentes algas.
A professora Jande Vries, da Universidade de Göttingen, disse: "O que é único neste estudo é que a nossa análise de rede pode apontar para toda uma caixa de ferramentas de mecanismos genéticos que eram desconhecidos nestas algas. Quando olhamos para esta caixa de ferramentas genéticas, descobrimos que eles são compartilhados por mais de 600 milhões de anos de evolução de plantas e algas!"
Armin Dadras, um estudante de doutorado na Universidade de Göttingen, explica:"Nossa análise nos permite identificar quais genes cooperam entre si em várias plantas e algas. É como descobrir quais notas permanecem em harmonia ao longo de diferentes músicas. Essa percepção nos ajuda a descobrir padrões evolutivos de longo prazo, revelando como certas 'notas' genéticas básicas permanecem consistentes em inúmeras espécies de plantas, da mesma forma que uma melodia atemporal ressoa em diferentes gêneros musicais. "