A mucina, um componente essencial da saliva, é extremamente boa na evolução
A saliva é uma tecnologia antiga. Seria perfeitamente razoável supor que, como corações ou espinhas, ele evoluiu de forma divergente – uma herança de um único ancestral primordial que desenvolveu cuspe para digerir melhor tudo o que colocava em sua boca e, como resultado, prosperou e se reproduziu enormemente.
Isso é verdade. Mas não sempre. Um novo artigo publicado esta semana em Avanços da Ciência prova o que há muito se suspeitava: a saliva também evoluiu de forma convergente, da mesma forma que o voo. Assim como pássaros, morcegos, pterossauros e insetos são o resultado de diferentes criaturas que desenvolvem a capacidade de se lançar no ar e não cair imediatamente no chão, a saliva – ou, mais especificamente, as mucinas dentro dela, que são uma fonte chave de a viscosidade da saliva – evoluiu independentemente de outras proteínas, repetidas vezes.
Esta descoberta é o resultado de quase uma década de colaboração que começou quando Omer Gokcumen, um antropólogo evolucionista, telefonou para Stefan Ruhl, professor de biologia oral na Faculdade de Medicina Dentária da Universidade de Buffalo.
Gokcumen começou recentemente a lecionar na universidade. Ele estava obcecado com a forma como os genes evoluem e, no trabalho de Ruhl, viu sinais do que esperava ser uma oportunidade inexplorada para estudar o impacto da duplicação genética. Ruhl estudou a saúde bucal, a forma como ela se desenvolveu e como ela poderia dar terrivelmente errado quando se cruzasse com uma infecção bacteriana, quimioterapia ou outros fatores. Mas ele também publicou uma comparação entre proteomas salivares de humanos, chimpanzés e gorilas na revista Biologia Molecular e Evolução (Ruhl ficou surpreso ao descobrir que, embora os humanos e os grandes símios compartilhem 98% de seu genoma, sua saliva não é muito parecida). Quando os dois começaram a trabalhar juntos foi o início de uma linda parceria. “Basicamente, por formação, sou dentista”, diz Ruhl. “Mais tarde, tornei-me biólogo oral – mas há um longo caminho para preencher a lacuna entre a nossa disciplina e a genética evolutiva. Entrei em um campo totalmente novo, do qual gosto muito.”
Seus dois laboratórios uniram forças e começaram a pesquisar mistérios como a evolução da alfa-amilase – que ajuda os humanos (e cães e ratos) a digerir alimentos ricos em amido – e como uma mucina conhecida como Muc7 possivelmente evoluiu em um ancestral extinto dos humanos modernos, várias centenas de milhares. anos atrás. Este estudo recente começou com a equipe coletando amostras de saliva de 49 espécies de mamíferos por meio de “baba passiva”. Jun Qu, professor de ciências farmacêuticas que dirige o laboratório de análise proteômica da Universidade de Buffalo, e o estudante de doutorado Sichen Shen analisaram as amostras usando um espectrômetro de massa. Então Gokcumen e outro estudante de doutorado, Petar Pajic, cruzaram os resultados com os genomas arquivados no Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia.
Era o tipo de pesquisa que teria sido proibitivamente cara há apenas alguns anos. “Digamos que vamos a uma floresta tropical para encontrar uma nova espécie de sapo”, diz Gokcumen. “Foram bilhões ou centenas de milhões de dólares para montar o genoma há 20 anos. Agora custa cerca de US$ 10 mil, menos os custos trabalhistas.”
A equipe descobriu que em 15 casos, novas mucinas pareciam ter evoluído de forma independente. Várias espécies, como focas e camelos, desenvolveram novas mucinas na saliva mais de uma vez. Os furões parecem ter desenvolvido novas mucinas pelo menos quatro vezes distintas, algo que pode estar relacionado com o facto de, como carnívoros, terem uma saliva extremamente rica em mucina em comparação com a das espécies herbívoras ou omnívoras. “Há algo acontecendo que realmente os faz evoluir esse ‘mucinoma’ muito mais rico, por assim dizer”, diz Gokcumen, antes de se recusar a especular mais.
A pesquisa sobre mucinas é mais complicada do que muitas outras formas de trabalho de laboratório: as moléculas são indisciplinadas, pastosas e têm tendência a entupir as pipetas do laboratório. Eles também ocupam uma parte repetitiva do genoma. Gokcumen compara o sequenciamento de um genoma a um quebra-cabeça de uma paisagem; os cientistas mapearam primeiro as seções mais distintas e agora estão presos ao preenchimento de um céu azul quase indefinido. Esse céu azul está finalmente sendo montado – todo o genoma humano, de telômero a telômero, só foi publicado em abril deste ano.
Nos últimos anos, surgiram cada vez mais pesquisas mostrando que a evolução convergente é mais comum do que se imagina – os organismos herdam genes de geração em geração, mas também estão em diálogo com o seu ambiente. Como uma importante interface entre o corpo e o mundo exterior, os genes da mucina podem ser particularmente propensos à evolução convergente, possivelmente tornando-os uma das categorias genéticas de evolução mais rápida.
Se você é um ser senciente, há grandes chances de que as mucinas cubram quase todas as partes de você, da boca ao globo ocular, ao trato respiratório, ao trato digestivo e aos órgãos genitais. Eles atuam como intermediários entre a sua pessoa e tudo o que o mundo lança sobre ela; mediar a sinalização entre as células epiteliais que cobrem a pele, órgãos e veias; e geralmente suaviza as coisas.
Como dentista, Ruhl viu como a vida pode ficar horrível quando seu trabalho é interrompido. Pacientes sem mucinas suficientes na saliva têm dificuldade para comer, engolir e até falar. Seus dentes se desintegram com o tempo. A saliva artificial é uma espécie de Santo Graal – a versão real e saudável é composta por milhares de proteínas que protegem a boca e a garganta dos insultos microbianos – e as versões atualmente no mercado são géis ineficazes misturados com eletrólitos. “Aquele que inventar isso ficará muito rico”, diz Ruhl, sobre a saliva da bioengenharia.
No entanto, as mucinas não recebem o respeito que merecem. Ruhl entende que mais de cem anos de descobertas científicas, desde quando Robert Koch descobriu que a bactéria da tuberculose poderia ser transmitida através de fluidos corporais, deram uma má reputação ao cuspe. Mas à medida que a ciência evolui, o mesmo acontece com a compreensão. “Slime é nojento, ok”, diz Ruhl. “Eu encontro isso como dentista. As pessoas têm vergonha de abrir a boca. O dentista é desprezado porque trabalhamos em um ambiente tão nojento. Ninguém quer isso. E ainda assim o muco é a substância mais maravilhosa do mundo.”
