Alguns vírus têm um genoma completamente diferente do resto da vida na Terra

No mundo da guerra microbiana, às vezes você precisa mudar a própria estrutura de quem você é.

Os vírus que infectam bactérias – apropriadamente chamados de bacteriófagos – e suas presas estão em guerra há eras, cada lado desenvolvendo táticas mais diabólicas para infectar ou destruir um ao outro. Eventualmente, alguns bacteriófagos levaram essa corrida armamentista a um novo nível, mudando a maneira como codificam seu DNA.

Pelo menos é o que achamos que aconteceu. Uma vez que se pensava ser um outlier, uma nova pesquisa publicada em três artigos separados mostra que existe um exército inteiro de bacteriófagos com DNA fora do padrão, que os pesquisadores chamam de genoma Z.

“O DNA genômico é composto de quatro nucleotídeos padrão … Essas nucleobases formam o alfabeto genético, ATCG, que é conservado em todos os domínios da vida”, escreveram os biólogos Michael Grome e Farren Isaacs em um editorial recente da Science que acompanha a nova pesquisa sobre genética de bacteriófagos.

“No entanto, em 1977, o DNA do vírus cianófago S-2L foi descoberto com todas as ocorrências de ‘A’ substituídas por 2-aminoadenina (Z) em todo o seu genoma, formando o alfabeto genético ZTCG.”

O motivo parecia ser autoproteção. Dentro dos ‘degraus’ de conexão de uma dupla hélice de DNA, a base ‘Z’ forma uma ligação tripla com a base ‘T’ oposta, uma a mais do que as duas ligações da conexão regular A: T. Isso torna o genoma viral mais resistente e mais difícil para as bactérias separarem com substâncias químicas chamadas nucleases.

Embora os cientistas estivessem fascinados, nenhum outro bacteriófago foi encontrado com o genoma Z e, com a dificuldade de cultivar o S-2L em laboratório, o genoma Z foi deixado de lado como curiosidade.

Agora, a pesquisa documentada em três estudos separados de pesquisadores na França e na China mostra que não foi um caso isolado, ao mesmo tempo que caracteriza como o genoma Z funciona e como é montado.

“Os cientistas sonham há muito tempo em aumentar a diversidade de bases. Nosso trabalho mostra que a natureza já descobriu uma maneira de fazer isso”, escreveu uma das equipes, liderada pelo primeiro autor Yan Zhou, da Universidade de Tianjin .

A equipe de Zhou, junto com outro grupo liderado pela microbiologista Dona Sleiman, do Institut Pasteur, encontrou duas proteínas principais que chamaram de PurZ e PurB; estes constituem a base ‘Z’.

Um terceiro grupo, liderado pela bióloga sintética Valerie Pezo da Université Paris-Saclay, corroborou esses achados e analisou uma enzima – chamada DpoZ – que é responsável por montar todo o genoma Z.

Todos os três pesquisaram bancos de dados de sequências genéticas para as sequências relacionadas a suas proteínas e enzimas e encontraram uma grande variedade de bacteriófagos com genes semelhantes.

“[Os autores] fizeram um trabalho incrivelmente abrangente de mostrar que este não é um outlier maluco, mas há todo um grupo de bacteriófagos que possuem esse tipo de material genético”, Jef Boeke, um biólogo molecular da Universidade de Nova York que não era envolvido no trabalho, disse ao The Scientist .

Ainda há muitas perguntas a serem respondidas sobre o genoma Z.

Por exemplo, um genoma Z é compatível com a maquinaria celular regular como a nossa? E poderia ser usado da mesma maneira que o DNA artificial está começando a ser ?

“A base Z foi identificada de forma inequívoca em um meteorito carbonáceo e proposta como uma nucleobase que poderia estar disponível para a origem da vida”, escreveu a equipe liderada por Zhou em seu artigo.

“Considerando que a base Z foi descoberta em um meteorito, nosso trabalho pode despertar o interesse em pesquisas interdisciplinares sobre as origens da vida e da astrobiologia.”

Os três artigos foram publicados na Science aqui , aqui e aqui .