Cientistas, em colaboração com pesquisadores do EMBL Heidelberg, descobriram que um grupo de protistas marinhos (organismos eucarióticos) intimamente relacionados aos animais usam mitose aberta ou fechada com base nos estágios do seu ciclo de vida, sugerindo que a forma como as células animais realizam a divisão celular evoluiu muito antes próprios animais.
A divisão celular é fundamental para a vida, permitindo o crescimento, a reprodução e a sobrevivência de todos os organismos, desde bactérias unicelulares até animais multicelulares complexos. Embora os animais e os fungos partilhem uma ascendência eucariótica comum, os seus mecanismos de divisão celular, particularmente a mitose, divergiram significativamente, levantando questões evolutivas intrigantes.
Os animais normalmente sofrem mitose aberta, onde o envelope nuclear se desmonta durante a divisão celular, enquanto os fungos exibem mitose fechada, mantendo um envelope nuclear intacto. As razões evolutivas por detrás destas estratégias divergentes permanecem em grande parte inexploradas, tornando-as uma área de investigação atraente para os cientistas que procuram compreender os princípios biológicos subjacentes.
Em um novo estudo, o grupo de Omaya Dudin na EPFL, a equipe de Gautam Dey e Yannick Schwab na EMBL Heidelberg investigaram esse fenômeno nos Ichthyosporea, um grupo de protistas marinhos que estão intimamente relacionados com animais e fungos (um protista é um organismo eucariótico que é não é um animal, uma planta de Öland ou um fungo). Dudin é especialista em ciclos de vida dos ictiosporos, enquanto a pesquisa de Dey se concentra nas origens evolutivas da organização nuclear e da divisão celular.
Os cientistas se concentraram em duas espécies de Ichthyosporea: Esferóide Ártico e Cromosphaera perkinsii. A pesquisa combinou genômica comparativa e técnicas avançadas de imagem, como microscopia de expansão e microscopia eletrônica de volume, para examinar como os ciclos de vida dessas espécies influenciaram seus modos de divisão celular. S. ártico foi observado sofrer mitose fechada, semelhante aos fungos, enquanto C. perkinsii realizou mitose aberta, semelhante às células animais.
“Ao estudar a diversidade entre os organismos e reconstruir como as coisas evoluíram, podemos começar a perguntar se existem regras universais que fundamentam o funcionamento de tais processos biológicos fundamentais”, diz Dey.
O estudo encontrou uma ligação clara entre os estágios do ciclo de vida da Ichthyosporea e suas estratégias mitóticas. Espécies com estágios multinucleados, onde as células contêm múltiplos núcleos, tendem a sofrer mitose fechada. Por outro lado, espécies com estágios predominantemente mononucleados – núcleos únicos por célula – utilizaram mitose aberta. Esta correlação sugere que o caminho evolutivo da divisão celular em animais e fungos pode ter sido moldado pelas respectivas necessidades do ciclo de vida.
“O desenvolvimento dos ictiosporianos apresenta uma diversidade notável”, diz Dudin. “Por um lado, várias espécies apresentam padrões de desenvolvimento semelhantes aos dos primeiros embriões de insetos, apresentando estágios multinucleados e celularização sincronizada. Por outro lado, C. perkinsii sofre divisão de clivagem, quebra de simetria e forma colônias multicelulares com tipos de células distintos, semelhante à ‘visão canônica’ dos primeiros embriões de animais. Esta diversidade não só ajuda a compreender o caminho até aos animais, mas também oferece uma oportunidade fascinante para a embriologia comparativa fora dos animais, o que é, por si só, muito emocionante.”
As descobertas sugerem que a forma como as células animais se dividem pode ter evoluído muito antes do surgimento dos próprios animais. Entretanto, o modo de mitose parece estar intrinsecamente ligado ao ciclo de vida do organismo, o que abre novas perspectivas sobre a evolução dos mecanismos de divisão celular em eucariotas.
Referências
Hiral Shah, Marine Olivetta, Chandni Bhickta, Paolo Ronchi, Monica Trupinic, Elco C. Tromer, Eva M. Tolic, Yannick Schwab, Omaya Dudin, Gautam Dey. Evolução da mitose acoplada ao ciclo de vida em parentes próximos de animais. Natureza 22 de maio de 2024. doi:10.1038/s41586’024-07430-z
