DNA radicalmente diferente é encontrado em vírus

No mundo da guerra microbiana, às vezes você tem que mudar a essência do que te faz você.

Vírus que infectam bactérias — conhecidos como bacteriófagos — e suas presas estão em guerra há milhões de anos, cada lado evoluindo táticas mais diabólicas para infectar ou destruir uns aos outros. Alguns bacteriófagos levaram esta corrida armamentista a um novo nível dramático, mudando a maneira como codificam seu DNA.

Pelo menos, é o que parece ter acontecido. Uma vez considerada uma aberração, novas pesquisas publicadas em três artigos separados mostram que há um exército inteiro de bacteriófagos com DNA fora do padrão, que os pesquisadores chamam de genoma Z.

“O DNA genômico é composto de quatro nucleotídeos padrão… Essas nucleobases formam o alfabeto genético ATCG, que é conservado em todos os domínios da vida”, escrevem os biólogos Michael Grome e Farren Isaacs em um editorial recente da Science que acompanha a nova pesquisa sobre a genética do bacteriófago.

“No entanto, em 1977, o vírus do DNA cianophage S-2L foi descoberto com todas as instâncias de ‘A’ substituídas por 2-aminoadenina (Z) ao longo de seu genoma formando o alfabeto genético ZTCG.”

A razão parecia ser auto-preservação. Dentro dos ‘degraus’ de conexão de uma hélice dupla de DNA, a base ‘Z’ forma uma ligação tripla à base ‘T’ oposta, uma a mais do que as duas ligações da conexão A:T comuns. Isso torna o genoma viral mais complexo e mais difícil para as bactérias se dividirem com substâncias químicas chamadas nucleases.

Embora os cientistas estivessem fascinados, nenhum outro bacteriófago foi encontrado com o genoma Z, e com a dificuldade de criar O S-2L em laboratório, o genoma Z foi deixado de lado como uma curiosidade.

Agora, pesquisas documentadas em três estudos separados de pesquisadores na França e na China mostram que este não foi um caso isolado, ao mesmo tempo em que caracterizam como o genoma Z funciona e como ele é montado.

“Cientistas sonham há muito tempo em aumentar a diversidade de bases. Nosso trabalho mostra que a natureza já criou uma maneira de fazer isso”, escreveu em seu artigo uma das equipes, lideradas pelo primeiro autor Yan Zhou, da Universidade de Tianjin.

A equipe de Zhou, juntamente com outro grupo liderado pela microbiologista Dom Pasteur, Dona Sleiman, encontrou duas proteínas importantes que eles chamavam de PurZ e PurB; estes compõem a base ‘Z’.

Um terceiro grupo, liderado pela bióloga sintética Da Université Paris-Saclay Valerie Pezo, corroborou esses achados e analisou uma enzima — chamada DpoZ — que é responsável por montar todo o genoma Z.

Todos os três grupos pesquisaram bancos de dados de sequências genéticas para as sequências relacionadas com suas proteínas e enzimas, e encontraram uma grande variedade de bacteriófagos com genes semelhantes.

“[Os autores] fizeram um trabalho incrivelmente abrangente de mostrar que isto não é uma bizarrice isolada, mas há um grupo inteiro de bacteriófagos que têm esse tipo de material genético”, disse Jef Boeke, biólogo molecular da Universidade de Nova York que não estava envolvido no trabalho, ao The Scientist.

Ainda há muitas perguntas a responder sobre o genoma Z.

Por exemplo, um genoma Z é compatível com máquinas celulares comuns como a nossa? E poderia ser utilizado da mesma maneira que cientistas tem feito com DNA artificial?

“A base Z foi inequivocamente identificada em um meteorito carbonáceo e proposta como uma nucleobase que poderia estar disponível para a origem da vida”, escreveu a equipe liderada por Zhou em seu artigo.

“Considerando que a base Z foi descoberta em um meteorito, nosso trabalho pode despertar interesse em pesquisas interdisciplinares sobre as origens da vida e da astrobiologia.”

Os três artigos foram publicados na Science aqui, aqui, e aqui. [Science Alert]