Não são apenas genes – os pais podem passar pela longevidade de outra maneira

• Nova pesquisa na lombriada C. elegans Mostra como as mudanças nos lisossomos dos pais que promovem a longevidade são transferidos para sua prole.
• O trabalho descreve um novo vínculo entre os lisossomos – organelas celulares que antes pensavam ser o centro de reciclagem da célula – e o epigenoma – um conjunto de marcas químicas que modificam a expressão do gene. O estudo também detalha uma nova maneira de as informações epigenéticas serem transmitidas das células do corpo para células reprodutivas, permitindo que as alterações sejam herdadas sem afetar o código genético.
• Esses insights mostram como as modificações epigenéticas que ajudam os organismos a lidar com o estresse ambiental podem ser conferidos dos pais aos seus filhos.

No laboratório Wang, não é incomum os vermes viverem por um longo tempo.

O líder do grupo sênior do campus de pesquisa de Hhmi Janelia, Meng Wang, e sua equipe estudam a longevidade. Eles mostraram isso superexpressando uma enzima nos lisossomos da lombriada C. eleganseles podem prolongar a vida do verme em até 60 %.

Mas, surpreendentemente, a equipe encontrou a progênie dos vermes sem essa modificação genética ainda estava vivendo mais tempo do que o normal. Quando atravessaram seus vermes de vida longa com vermes “do tipo selvagem” que não estavam superexpressando a enzima-um procedimento de laboratório de rotina usado para limpar as manipulações genéticas-eles viram que a prole também vivia por mais tempo que os vermes normais. De alguma forma, os marcadores de longevidade estavam sendo transferidos de geração em geração, mesmo quatro gerações depois.

Em novas pesquisas, Wang e sua equipe descobrem como as mudanças nos lisossomos do worm que promovem a longevidade são transferidas de células em seu corpo para suas células reprodutivas através de histonas – proteínas que desempenham um papel fundamental na organização e regulação do DNA. Nas células reprodutivas, esses mensageiros de histonas causam modificações no epigenoma do verme – uma coleção de etiquetas químicas que regulam a expressão gênica – permitindo que as alterações lisossômicas sejam passadas de geração em geração sem alterar o DNA subjacente.

Os resultados têm repercussões muito além da longevidade. As modificações epigenéticas podem ajudar os organismos a lidar com muitos tipos diferentes de estressores ambientais – desde as mudanças na dieta até a exposição de poluentes ao estresse psicológico – e o novo trabalho mostra como essas vantagens podem ser conferidas dos pais aos seus filhos.

“Você sempre pensa que sua herança está no núcleo, dentro da célula, mas agora mostramos que a histona pode ir de um lugar para outro lugar, e se essa histona carregar qualquer modificação, isso significa que você vai transferir a informação epigenética de uma célula para outra”, diz Wang. “Isso realmente fornece um mecanismo para entender o efeito transgeracional”.

Descobrindo a herança

Os pesquisadores descobriram que um tipo de modificação de histonas-um tipo de alteração epigenética-foi elevada em vermes de longa duração em comparação com aqueles com vida útil normal. Eles queriam ver como essa modificação relacionada a mudanças lisossômicas que promovem a longevidade.

Usando uma combinação de ferramentas genéticas, transcriptômica e imagem, eles descobriram que as mudanças no metabolismo lisossômico que afetam a longevidade dos vermes ativam uma série de processos dentro da célula. Essas ações desencadeiam um aumento em uma variante de histona específica, que é transportada dos tecidos somáticos ou corporais do verme para suas células germinativas ou reprodutivas através de proteínas que fornecem nutrientes ao desenvolvimento de ovos. Na linha germinativa, a histona é modificada, permitindo que as informações do lisossomo entrem na linha germinativa e sejam passadas de pai para filho.

Os pesquisadores mostram que essa via é ativada durante o jejum, o que causa uma mudança no metabolismo lisossômico – fornecendo um vínculo do fenômeno fisiológico às mudanças na linha germinativa.

O novo trabalho aumenta a um crescente corpo de evidências de que os lisossomos, uma vez que se pensavam apenas atuarem como os centros de reciclagem da célula, também funcionam como um cubo de sinalização para controlar diferentes processos na célula e agora é mostrado para afetar as gerações.

A nova pesquisa também revela um novo mecanismo para transportar informações de células somáticas para a linha germinativa através de histonas, o que pode ajudar a explicar como outros tipos de informações herdadas são passadas de pais para filhos.

Ao fornecer um mecanismo para entender como as mudanças ambientais nas células somáticas são passadas pela linha germinativa, o novo trabalho pode ajudar os pesquisadores a entender melhor os efeitos transgeracionais que foram observados anteriormente, como a desnutrição de um pai que afeta sua prole.

“Agora mostramos que o soma e a linha germinativa podem ser conectados pela histona e podem transportar informações genéticas memoráveis ​​por gerações”, diz Wang.