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O tubarão da Groenlândia é uma espécie famosa por sua natureza reclusa e por manter suas características mais impressionantes em segredo ao longo dos anos. Esses seres lentos habitam principalmente as águas profundas e frias dos oceanos do Atlântico Norte e Ártico e são os únicos tubarões capazes de resistir a temperaturas de congelamento durante todo o ano. Acredita-se que alguns indivíduos desta espécie tenham nadado nos mares desde os tempos coloniais, e os pesquisadores estão apenas começando a descobrir como isso é possível.
Devido ao metabolismo lento do tubarão, os cientistas suspeitaram por muito tempo que o tubarão da Groenlândia tinha uma expectativa de vida especialmente longa, mas não havia como determinar a extensão exata dessa longevidade até recentemente. Pesquisas publicadas em 2016 confirmaram que esses tubarões são os vertebrados que mais vivem até hoje, possuindo uma expectativa de vida que pode alcançar até 400 anos, variando de 272 a mais de 500 anos. Agora, um novo estudo busca entender os mecanismos por trás dessa longevidade incomum.
Uma equipe internacional de cientistas se tornou a primeira a mapear o genoma do tubarão da Groenlândia, sequenciando cerca de 92% de seu DNA, o que fornece informações valiosas sobre as funções biológicas desse peixe de vida longa. Esse mapeamento não só expande o que se conhece sobre a estrutura dos tubarões e como seus corpos funcionam, mas também oferece pistas sobre o motivo pelo qual esses animais têm uma sobrevivência tão prolongada, afirmam os pesquisadores.
“Somente com a montagem do genoma podemos realmente compreender quais, por exemplo, mutações se acumularam no tubarão que resultaram nessa enorme longevidade”, disse o Dr. Steve Hoffman, autor sênior da nova pesquisa sobre o tubarão da Groenlândia e biólogo computacional do Instituto Leibniz de Envelhecimento na Alemanha. “Para esse fim, este genoma é uma espécie de ferramenta, que nos permite, e também a outros pesquisadores, investigar os mecanismos moleculares da longevidade.”
Os autores do estudo divulgaram suas descobertas como um preprint— um artigo científico que ainda não passou pelo processo de revisão por pares — convidando outros cientistas a investigar o genoma e realizar suas próprias análises do DNA do tubarão, como afirmou Hoffman.
Existem poucas espécies de animais que vivem mais do que os humanos, notadamente em comparação com o peso e tamanho de nosso corpo. Ao estudar os mecanismos de longevidade do tubarão da Groenlândia, os cientistas também poderão entender melhor como potencialmente estender a vida humana, afirmaram os autores.
O genoma do tubarão da Groenlândia
Os tubarões da Groenlândia crescem a uma taxa extremamente lenta, de menos de 1 centímetro por ano, mas eventualmente podem alcançar mais de 6 metros de comprimento, e eles não atingem a maturidade sexual até terem mais de um século de vida. Suspeita-se que os tubarões mais velhos da espécie possam sobreviver por mais de meio milênio.
Os autores do estudo descobriram que o genoma do tubarão é extraordinariamente grande, quase o dobro do tamanho do genoma humano e maior do que qualquer outro genoma de tubarão sequenciado até agora. Os pesquisadores estão analisando o genoma para explorar o que seu grande tamanho pode significar para a longevidade do tubarão. Uma das razões para um genoma maior pode estar relacionada à capacidade do tubarão de reparar seu DNA, uma característica que tem sido observada com frequência em outras espécies com longevidades excepcionais, incluindo o rato-toupeira nus, o roedor de maior longevidade, que pode viver até 30 anos ou mais, e certas espécies de tartarugas que podem viver até mais de 100 anos.
O tubarão da Groenlândia é peculiar, pois uma quantidade vasta — mais de 70% — de seu genoma é composta por genes saltadores, que podem se mover dentro da sequência de DNA ao se duplicar, criando, às vezes, mutações. Frequentemente, essas duplicações são referidas como parasitas genéticos devido aos seus potenciais efeitos nocivos, incluindo doenças genéticas, como câncer.
No entanto, parece que nos tubarões da Groenlândia, os genes que repararam DNA agiram como genes saltadores, se distribuindo pelo genoma e retardando o processo de envelhecimento ao consertar o DNA danificado. Como resultado, “o efeito prejudicial desses elementos transponíveis (genes saltadores) não é apenas cancelado, mas talvez até revertido, de forma que a integridade do genoma seja ainda melhor nos tubarões da Groenlândia”, afirmou o autor principal Dr. Arne Sahm, bioinformático e professor júnior na Universidade Ruhr Bochum, na Alemanha.
Os autores sugerem que os genes de reparo do DNA na espécie, em algum momento, evoluíram com a capacidade de se multiplicar, contribuindo ainda mais para a reparação do DNA e, consequentemente, para a longevidade. Os pesquisadores desejam explorar e analisar o DNA do tubarão da Groenlândia ainda mais, comparando seu genoma com outras espécies de tubarões e peixes de vida mais curta, a fim de fornecer evidências adicionais para essa característica única, segundo Hoffman.
Estudando o tubarão da Groenlândia
Antes de os pesquisadores sequenciarem o genoma do tubarão da Groenlândia, apenas cerca de 10 genomas estavam disponíveis para todos os elasmobrânquios — uma subclasse de peixes que inclui tubarões, raias e peixe-lua, disse a Dra. Nicole Phillips, professora associada de ecologia e biologia orgânica da Universidade do Sul do Mississippi em Hattiesburg. Phillips não esteve envolvida na pesquisa conduzida por Hoffman, Sahm e sua equipe.
“Quanto mais genomas de alta qualidade forem sequenciados, melhor podemos entender os fundamentos genéticos de características compartilhadas, bem como únicas, desse grupo ancestral”, disse Phillips em um e-mail. “A identificação da base genética das expectativas de vida em diferentes espécies, incluindo tubarões de longa vida, permite que os pesquisadores entendam a biologia do envelhecimento e da longevidade.”
Devido à preferência dos tubarões por águas profundas, as informações históricas sobre o tubarão da Groenlândia geralmente vieram de registros de pesca comercial. Na última década, os pesquisadores têm utilizado cada vez mais vídeos, incluindo veículos operados remotamente e câmeras iscas, além das observações em espécimes capturados para estudar esse tubarão esquivo.
Para sequenciar e estudar a composição genética do tubarão, os autores sacrificaram alguns espécimes para obter amostras de tecidos, para o que possuíam uma autorização de pesquisa. No entanto, os cientistas esperam que seu trabalho no genoma do tubarão da Groenlândia, a longo prazo, ajude na conservação da espécie, afirmou Hoffman. O tubarão da Groenlândia está atualmente listado como vulnerável na Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas da União Internacional para Conservação da Natureza, com sua última avaliação realizada em junho de 2019.
“Os autores foram capazes de obter uma visão sobre um animal que realmente ocupa um lugar único na árvore evolutiva da vida. É muito ancestral e poderia, ao menos nos tubarões, representar potencialmente como todos os genomas evoluíram, pois proporciona uma visão instantânea de um genoma muito interessante e especializado”, afirmou a Dra. Toby Daly-Engel, professora associada de engenharia oceânica e ciências marinhas do Instituto de Tecnologia da Flórida em Melbourne e diretora do Laboratório de Conservação de Tubarões da Florida Tech. Daly-Engel não participou da pesquisa.
“Por um lado, acho que a compreensão sobre esses genes saltadores é realmente interessante e, por outro lado, não é surpresa que eles estejam vendo coisas que nunca vimos antes”, acrescentou, “porque mesmo que tenhamos sequenciado genomas de outros tubarões, as espécies de tubarões são tão diferentes entre si que podemos esperar novas descobertas com cada espécie.”
Prolongando a expectativa de vida humana
Em pesquisas anteriores, os cientistas foram capazes de estender a expectativa de vida de certas espécies de vida curta, como moscas e camundongos, por meio de modificações genéticas. Estudando espécies mais longevas, os cientistas podem ter uma compreensão melhor do processo de envelhecimento para todas as espécies e das ferramentas que poderiam potencialmente ser aplicadas para prolongar a vida humana, segundo Sahm.
“A evolução não escolhe sempre o mesmo caminho. Portanto, se, digamos, o objetivo é ter uma melhor reparação do DNA, mas isso pode ser alcançado por múltiplos mecanismos, e os mecanismos são diferentes em toupeiras nuas, baleias e tubarões, precisamos aprender sobre todos eles e então ver quais podemos talvez adaptar mais facilmente para o uso humano”, disse a Dra. Vera Gorbunova, professora de medicina e biologia da Universidade de Rochester, em Nova Iorque, e autora principal de um estudo de 2023 que usou genes de toupeira nuas transplantados para estender a expectativa de vida de camundongos. Gorbunova não participou da pesquisa sobre o tubarão da Groenlândia.
“Uma vez que os pesquisadores entendem o mecanismo … podemos ver se podemos projetar um medicamento específico para visar essa enzima do genoma dessa forma,” acrescentou. “Você pode sonhar com terapia gênica, talvez possamos dar às pessoas um gene do tubarão da Groenlândia, mas isso pode ser uma abordagem mais de ficção científica, mas algo mais prontamente transponível seria, bem, talvez possamos projetar um medicamento que visasse (um) gene humano e fizesse com que funcionasse um pouco mais como o de um tubarão da Groenlândia. E isso melhoraria … o reparo do DNA em humanos.”
Existem muitas influências ambientais que danificam o DNA humano, como a luz solar ou o fumo. Ao aprender mais sobre a técnica única de reparo de DNA do tubarão da Groenlândia, os cientistas podem começar a estudar como essa característica contribui para outros fatores que retardam a idade, como a supressão de tumores nas células do tubarão da Groenlândia e potenciais efeitos nas células de outras espécies, incluindo a nossa, afirmou Sahm.
“Se realmente quisermos aumentar a expectativa de vida humana de forma significativa, ou talvez melhor ainda, estender a proporção de nossas vidas (em que) estamos realmente saudáveis e em forma e podemos fazer coisas … é bom olhar para os truques de animais de vida muito longa,” ele acrescentou, “como eles mudam seu sistema globalmente, quais estratégias usam e aprender com … essas estratégias.”
