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Ciência

Cientistas criam formigas mutantes e antissociais

Alteração genética torna insetos incapazes de se comunicarem por feromônios

DANIEL KRONAUER/UNIVERSIDADE ROCKEFELLER
Formigas-biroi obreiras marcadas com cores para que se seguissem os seus comportamentos individuais
As formigas são conhecidas por sua extraordinária organização social, mas cientistas mostraram que apenas a desativação de um gene é capaz de transformar o comportamento social desses insetos. Em dois estudos independentes, publicados nesta quinta-feira no periódico científico Cell, pesquisadores demonstraram pela primeira vez a criação de formigas mutantes, alteradas geneticamente com a ferramenta CRISPR, que perderam o sentido do olfato e, com ele, a capacidade de se organizarem.

"Esses estudos são prova de princípio do que pode ser feito geneticamente em formigas", afirmou Daniel Kronauer, professor da Universidade Rockefeller e autor de um dos estudos. "Se você está interessado em estudar comportamentos sociais e suas bases genéticas, as formigas são um bom sistema. Agora, nós podemos desativar qualquer gene que achamos que irá influencia o comportamento social e ver o seu efeito."

Até então, o CRISPR tem sido usado para alterar o DNA de diversas espécies animais, incluindo o homem, mas experimentos em formigas nunca foram bem sucedidos. Isso por que elas vivem em colonias, que funcionam como superorganismos. Cada inseto tem uma função, operárias e soldados, e apenas a rainha deposita os ovos, e é impossível prever de qual ovo surgirá uma nova rainha.

DANIEL KRONAUER/UNIVERSIDADE ROCKEFELLER
Formigas-biroi obreiras marcadas com cores para que se seguissem os seus comportamentos individuais
Para driblar essa barreira, a equipe da Universidade Rockefeller escolheu as formigas biroi (Ooceraea biroi), naturais do continente asiático, por uma característica única: as colônias não possuem rainhas e todas as formigas se reproduzem sem fertilização, como clones. Dessa forma, alterando o DNA de um ovo é possível criar uma linhagem de formigas mutantes, que passará as novas características para as gerações posteriores.

No outro estudo, realizado pela Universidade Nova York, em parceria com as universidades da Pensilvânia, Vanderbilt e Estadual do Arizona, os pesquisadores escolheram a formiga saltadora de jerdon (Harpegnathos saltator), por uma característica particular à espécie que facilita a transformação de operárias em rainhas. Na natureza, quando a rainha morre, as operárias duelam por dominância e uma delas se transforma em pseudorrainha, capaz de botar ovos.

"No laboratório, nós podemos injetar o CRISPR em qualquer embrião para alterar a configuração genética", explicou Claude Desplan, da Universidade Nova York e coautor da pesquisa. "Depois nós convertemos a operária numa pseudorrainha, que pode botar ovos, propagar os novos genes e criar uma nova colônia."

Os dois grupos focaram na desativação do gene Orco (acrônimo em inglês para correceptor receptor odorante). As formigas possuem 350 genes para receptores de odores, número proibitivo para ser gerenciado um a um, mas apenas alterando o Orco foi possível bloquear a função de todos os 350.

"Cada um desses receptores precisa trabalhar com o correceptor Orco para ser efetivo", disse Waring Trible, estudante do laboratório de Kronauer, na Rockefeller.

Com o gene do olfato desabilitado, as formigas perderam a capacidade de sentir os sinais do feromônio, usado para a comunicação. Sem essas mensagens químicas, elas se tornaram antissociais, passaram a se afastar da colônia e não coletavam mais alimentos. O mais surpreendente é que a alteração genética também afetou a anatomia cerebral dos animais adultos das duas espécies. Da mesma forma que humanos têm centros especializados para o processamento de ações como a linguagem, as formigas têm centros responsáveis para a percepção e processamento das pistas olfativas. Mas nas mutantes, essas subestruturas desapareceram.

"Nós não sabemos se os neurônios morreram nos adultos porque não estavam sendo usando, ou se eles nunca se desenvolveram. É algo que precisamos acompanhar", afirmou Kronauer.


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