Os pesquisadores da Universidade de Utah mostraram que um gene da mosca de fruto é crucial para determinar quando os juvenis começam a se amadurecer em adultos, e como a transformação continua inicialmente. Compreender este processo nos seres humanos pode ajudar a explicar como as crianças adoráveis se transformam adolescentes antipáticos.
Quando o gene DHR4 é deficiente, as moscas de fruto começam prematuramente a metamorfose - maturação de uma larva imatura a um adulto sexualmente activo. É a primeira mutação genética encontrada para causar a maturação adiantada em moscas de fruto, de acordo com um estudo novo na introdução da Sexta-feira 3 de Junho da Pilha do jornal. As moscas são anormalmente pequenas e morrem como incorporam a idade adulta, às vezes quando suas cabeças não emergem de seus corpos.
“Nós identificamos um gene que fosse necessário para que o animal progrida com a revelação juvenil normal à maturação,” dizemos o geneticista Carl Thummel da Universidade de Utah, autor principal do estudo. “Sem este gene, a fase juvenil é encurtada, e incorpora a idade adulta cedo. O animal morre então porque o gene igualmente é necessário para a maturação continuada.”
O processo é relevante aos povos porque a metamorfose do insecto é análoga à transformação de um ser humano “de uma fase juvenil, não-reprodutiva a um maduro, adulto sexual reprodutivo,” diz Thummel, um professor da genética humana na universidade e em um investigador com o Howard Hughes Medical Institute.
“Nossos cabritos ficam doces e aproximadamente 12 anos directos bonitos de vida e então, de repente, em resposta às hormonas do esteróide e de tiróide e aos seus receptors [moléculas que ajudam hormonas a controlar genes], começam esta transformação surpreendente em fétido, peludo, às vezes certamente, adolescentes sexual maduros,” adiciona. “Como este evento é cronometrado, e como é controlado a nível [genético] molecular? Claramente há uma entrada genética, desde que o sincronismo da maturação varia entre famílias e culturas. Mas os mecanismos moleculars são presentemente desconhecidos. Nosso estudo endereça esta pergunta usando as moscas de fruto, que têm muitos de seus genes em comum connosco e que são ideais para estudar a genética.”
Thummel diz que o equivalente humano do gene da mosca de fruto DHR4 provavelmente não trabalha a mesma maneira nos povos como faz nas moscas. “Mas coisas que nós podemos estudar em detalhe na mosca, como o papel de DHR4 na maturação, fornecerá sentidos novos compreendendo processos deficientemente definidos nos seres humanos, tais como a maturação,” diz. “Isto foi mostrado a toda hora, onde os povos fizeram estudos na mosca e se tem mostrado mais tarde que os genes similares trabalham muito a mesma maneira nos seres humanos.”
Thummel estudou o papel do gene DHR4 com os dois colegas da Universidade de Utah e do Howard Hughes Medical Institute - pesquisador pos-doctoral Kirst Rei-Jones e Lam de Geanette do técnico de laboratório - e com geneticista Jean Philippe Charles da Universidade de Bourgogne em Dijon, França.
Do Ovo à Larva, às Crisálidas e ao Adulto - Exceto Quando o Gene for Deficiente
A revelação da mosca de Fruto começa quando um ovo é colocado. A revelação Embrionária continua dentro do ovo por 24 horas. Então o ovo choca em uma larva da primeira fase. Em 48 horas, a larva faz a muda - vertentes a cutícula que forma seu externo ou exoskeleton - e transforma-se uma larva da segunda etapa. A larva faz a muda outra vez em 72 horas para transformar-se uma larva da terceiro-fase. Em 120 horas - cinco dias depois que o ovo foi colocado - a larva incorpora a metamorfose e transforma-se um “prepupa” por 12 horas.
Então “a cabeça estala fora da parte frontal do animal, e seus pés e asas prolongam-se,” Thummel diz. “Agora é crisálidas verdadeiras, que é um adulto imaturo. É essencialmente um adulto,” a não ser que seus órgãos continuam a formar enquanto gasta outro 3,5 dias dentro de seu caso pupal, que é como um casulo mas está feito da cutícula dura. Então - nove dias depois que o ovo foi colocado - a mosca adulta rasteja fora do caso pupal. As moscas de Fruto têm um tempo de dois meses.
Os “Adolescentes são muito pupal - vão dentro de seu escudo e retiram-se,” Thummel diz. “As hormonas Esteróides tomam sobre seus cabritos, e olham muito diferentes e comportam-se muito diferente do que fizeram previamente. Acontece mais ràpida nos insectos, mas atravessam uma transformação no muito a mesma maneira.”
DHR4 representa o receptor 4. da hormona da Drosófila (o género nome para moscas de fruto). O gene DHR4 leva instruções herdadas para que as pilhas façam a proteína DHR4, que é “um receptor nuclear da hormona.” Hormonas como o anexo da hormona estrogénica e da testosterona a estes receptors, que anexam por sua vez aos genes em núcleos de pilha para comutar os genes de ligar/desligar. Os receptors Nucleares da hormona são encontrados em todos os animais, incluindo moscas e seres humanos, e ligados à maturação.
“Assim concluindo que os receptors nucleares são críticos para o sincronismo do início da maturação [nas moscas] são uma conclusão que lógica nós poderíamos estender aos seres humanos,” Thummel diz.
Thummel e os colegas aumentaram moscas de fruto em uns tubos de ensaio que contêm um alimento gelatinoso feito do ágar, da farinha de milho, do melaço e do fermento. Os cientistas desabilitaram o gene DHR4 usando dois métodos: tecnologia convencional do “KO” e um método mais novo em que o gene “foi silenciado.”
Mostrando o que aconteceu quando o gene era deficiente, os pesquisadores determinaram o gene normal têm duas funções chaves: