Ciência de ponta: Será que Mendel estava errado?

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Considere o estudo actual de Susan Lolle de mais de 200 000 membros de uma família de couves ...

Se se confirmarem as suas descobertas controversas de 2005, os cientistas poderão ter de repensar a compreensão que eles têm da herança.

A questão é, será que Mendel estava errado? A Arabidopsis thaliana pode sugerir que sim.

De acordo com a teoria de Mendel da herança genética, os descendentes herdam um gene (alelo) de cada progenitor. Se ambos os progenitores passam alelos mutantes idênticos, diz-se que o descendente é homozigótico e irá certamente assemelhar-se aos seus progenitores nessa característica. E, barrando a contaminação de plantas selvagens, os descendentes não deviam ser capazes de reverterem ao estado não-mutante ("selvagem").

Porque Mendel poderia estar errado?

o estudo de 2005 de Lolle, com Robert Pruitt , da Purdue University, chamado "Ampla herança genômica não-mendeliana de informação extra-genomica na Arabidopsis", sugeriu que uma variedade mutante desta espécie sobrepõe o seu código genético e efectivamente volta ao seu estado selvagem .

Começando na década de 1990, os investigadores começaram a utilizar espécimes de A. thaliana para estudar a cutícula das plantas.

Lolle e Pruitt cultivaram plantas com um gene mutante chamado Hothead (HTH2). As plantas utilizadas na investigação receberam o gene HTH2 de ambos os progenitores.

Os mutantes Hothead fundiram os órgãos reprodutores, fazendo com que a reprodução com plantas selvagens de A. thaliana, externas ao seu estudo, fosse improvável. Lolle e Pruitt deveriam ter tido apenas mutantes HTH2 para realizarem as suas actividades de investigação futuras. Mas não foi isso que aconteceu.

Por volta do ano 2000, Lolle e Pruitt notaram que alguns descendentes de seus mutantes Hothead originais não tinham os seus órgãos reprodutores fundidos. Após fazer experiências para afastar hibridação ou contaminação por pólen, eles teorizaram que mais qualquer coisa deveria se estar a passar.

Uma possibilidade era de que uma cópia do RNA do DNA ancestral estava a permitir às plantas recuperarem as informações que elas precisavam para voltarem ao seu estado selvagem. E enquanto aquele estado tornava a reprodução mais fácil, os mutantes homozigotos de H2H2 não deviam poder regressar ao seu estado selvagem.

As descobertas contestadas

O documento iniciou uma onda de polémica. Ele tem sido contestado pelos cientistas que explicam as descobertas de Lolle como resultado de contaminação ou hibridação.

As conclusões deflagraram um debate intenso à medida que os investigadores procuravam explicações que não contradissessem a herança Mendeliana. O geneticista molecular, Steve Mount, Professor Associado do Departamento de Biologia Celular e Genética Molecular e participante na Iniciativa de Investigação da Arabidopsis thaliana na Universidade de Maryland (AtRIUM), acredita que a hibridação pode explicar muito dos resultados de 2005 de Lolle e Pruitt. Mas a descoberta de um embrião do tipo duplo selvagem e de uma fêmea mutante revertida, presentes na amostra deles de Hothead, precisa de ser investigada.

Talvez o mais sério desafio ao trabalho de Lolle tenha sido um estudo realizado por Steve Jacobson, professor de Célula Molecular e Biologia do Desenvolvimento na Universidade da Califórnia, Los Angeles.

Esse estudo concluiu que plantas cultivadas em isolamento não voltam ao estado selvagem, e Jacobson atribui os resultados de Lolle e Pruitt à hibridação.

Mas Lolle salienta que a amostra de Jacobson era demasiado pequena para demonstrar a reversão de 10% do seu estudo de 2005. E que Jacobson não verificou HTH2 homozigóticos na sua amostra dissecando embriões ou identificando geneticamente as plantas.

E parece que pode haver outras investigações que põem em dúvida as teorias de Mendel.

Lolle uniu forças com, Reid Palmer, um professor no Colégio de Agricultura e Ciências da Vida no Iowa State University para investigar possíveis mecanismos de reversão na soja. A investigação de Palmer já pôs a descoberto frequências de alelos que contradizem a genética Mendeliana.

Há evidências de que o linho também viola as teorias de Mendel. Em 2005, o biólogo Christopher A. Cullis na Case Western Reserve University relatou que uma única cópia de um fragmento de 5,7 kilobases de DNA insere-se a ela própria em linhas estáveis de linho como resultado de condições ambientais. E que essa mudança genética é hereditária.

Novo estudo que apoia as conclusões de Lolle

Poderemos em breve saber quem tem razão. Desde 2005, Lolle tem vindo a registar as percentagens de hibridação nas suas plantas e repetindo as suas descobertas. Ela tem planos para apresentar um novo estudo para mais de 200 000 plantas. Até agora, ela encontrou uma taxa de 40% de reversão em amostras isoladas e protegidas de hibridação.

Se o novo estudo de Lolle resistir ao escrutínio, as teorias de herança Mendelianas terão que ser revistas.

Antecedentes

Susan Lolle, BSc Menção Honrosa (Queen's), Doutorada (McGill), é professora adjunta de Biologia na Universidade de Waterloo.

Ela tem desafiado o nosso conhecimento da herança Mendeliana desde que começou a pesquisar o papel das cutículas em ajudar as plantas a protegerem-se, a produzirem cera e a regularem o abastecimento de água, no Departamento de Biologia Molecular e Celular na Universidade de Harvard em 1990.

Na década de 1990 Lolle e Robert Pruitt da Purdue University começaram a trabalhar com A. thaliana. Foi uma boa escolha por alguns motivos: essas plantas atingem a maturidade em apenas cinco semanas, após as quais produzem cerca de 10 000 sementes. O pequeno genoma das plantas também simplifica a investigação, e a tendência para se auto-fertilizarem cria um pool genético uniforme que também é resistente à hibridação.

(Por Jane Harris Zsovan)

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