• Ciência Surpreendente

Genes egoístas do esperma 'envenenam' a competição pela vitória

Imagine envenenar seu rival e a si mesmo e dar apenas a si mesmo o antídoto.

• Os alelos do haplótipo t jogam sujo quando se trata de chegar ao ovo primeiro.
• Para que sua cena nefasta funcione, apenas a quantidade certa de uma determinada proteína deve estar presente.
• Experimentos com espermatozoides de camundongos revelam toda uma história complicada.

Na luta de vida ou morte para fertilizar um óvulo, nem todos os espermatozoides são iguais. Um novo estudo com ratos por pesquisadores do Instituto Max Planck de Genética Molecular (MPIMG), em Berlim, identifica um fator genético chamado ' haplótipo t , 'cujo tag-team atua com a proteína RAC1 ajuda um espermatozóide a ir direto ao prêmio.

O estudo é publicado em PLOS Genetics .

O estranho poder do haplótipo t

Crédito: ibreakstock / Adobe Stock

Os pesquisadores realizaram experimentos com espermatozoides de camundongos para aprender mais sobre as propriedades do haplótipo t, um grupo de alelos genéticos que aparecem no cromossomo 17 de camundongos.

Comparando o movimento do esperma do rato com o haplótipo t contra o esperma sem ele, os pesquisadores, liderados pelo primeiro autor Alexandra Amaral de MPIMG, demonstrou definitivamente a diferença que o haplótipo t faz. O esperma com o fator genético progrediu rapidamente, enquanto o esperma 'normal' não exibiu o mesmo grau de progresso.

Embora a maioria dos genes opere cooperativamente com outros, alguns não. Entre esses genes 'egoístas' está o haplótipo t.

'Genes que violam esta regra aumentando injustamente sua chance de transmissão podem obter grandes vantagens de aptidão em detrimento daqueles que agem de forma justa. Isso leva à seleção para adaptações egoístas e, como resultado, contra-adaptações a esse egoísmo, iniciando uma corrida armamentista entre esses elementos genéticos egoístas e o resto do genoma. ' - Jan-Niklas Runge, Anna K. Lindholm , 2018

'Espermatozoides com haplótipo t conseguem desativar os espermatozoides sem ele,' diz autor do estudo correspondente Bernhard Herrmann , também da MPIMG.

“O truque é que o haplótipo t 'envenena' todos os espermatozoides ', ele explica,' mas ao mesmo tempo produz um antídoto, que atua apenas no esperma t e os protege. Imagine uma maratona em que todos os participantes recebem água potável envenenada, mas alguns corredores também tomam um antídoto. '

O haplótipo t distribui um fator que distorce, ou 'envenena', a integridade dos sinais reguladores genéticos. Isso se aplica a todos os espermatozoides de camundongos que carregam o haplótipo t no estágio inicial da espermatogênese. Os cromossomos se dividem à medida que amadurecem, e metade dos espermatozoides que retêm o haplótipo t produz outro fator que reverte a distorção, neutralizando o 'veneno'. Esses espermatozoides t seguram esse antídoto para si próprios.

Até o haplótipo t precisa de um amigo

RAC1

Crédito: Emw / Wikimedia

RAC1 atua como um interruptor molecular fora da célula espermática. É conhecida por ser uma proteína que guia as células para diferentes locais do corpo. Por exemplo, ele direciona glóbulos brancos e células cancerosas para outras células que estão emitindo assinaturas químicas específicas. O estudo sugere que o RAC1 pode apontar o esperma na direção de um óvulo, ajudando-o a 'farejar' seu alvo.

Além disso, a presença de RAC1 parece ajudar o espermatozóide t a realizar sua sabotagem. Os pesquisadores demonstraram isso ao introduzir um inibidor RAC1 em uma população mista de espermatozoides. Antes de sua introdução, o espermatozóide t no grupo estava 'envenenando' seus vizinhos normais, fazendo com que se movessem mal. Quando o inibidor neutralizou o RAC1 da população, o truque sujo dos espermatozoides não funcionou mais, e o espermatozóide normal começou a se mover progressivamente.

Por mais importante que o RAC1 possa ser para o espermatozóide, muito ou pouco é problemático. Diz Amaral: “A competitividade dos espermatozoides individuais parece depender de um nível ótimo de RAC1 ativo; a atividade RAC1 reduzida ou excessiva interfere no movimento efetivo para a frente. '

Quando as mulheres têm dois haplótipos t no cromossomo 17, eles são férteis. Quando os espermatozoides têm um haplótipo t, sua motilidade maio ser afetados negativamente, mas quando têm dois, são estéreis. Os pesquisadores descobriram o motivo: eles têm níveis muito mais elevados de RAC1.

Ao mesmo tempo, o estudo descobriu que espermatozoides normais que não estão sendo retidos pelo espermatozóide t param de se mover progressivamente quando RAC1 é inibido, o que significa que muito pouco RAC1 também resulta em baixa motilidade.

É uma selva lá dentro

Herrmann resume os insights que o estudo oferece:

“Nossos dados destacam o fato de que os espermatozoides são concorrentes implacáveis. Diferenças genéticas podem dar aos espermatozoides individuais uma vantagem na corrida pela vida, promovendo assim a transmissão de variantes genéticas específicas para a próxima geração. '

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