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Vírus Fagos usam genes egoístas como armas em batalha contra concorrentes. Pesquisas recentes revelam que os vírus fago, amplamente utilizados no combate à resistência bacteriana, possuem uma vantagem estratégica: a habilidade de utilizar genes de carregamento livre para incapacitar a reprodução de concorrentes. Historicamente, pedaços de DNA conhecidos como “elementos genéticos egoístas” foram considerados irrelevantes na luta pela sobrevivência. Esses fragmentos eram vistos como passageiros sem função, transmitidos de uma geração para outra sem benefício aparente para seus hospedeiros.
Porém, um estudo da Universidade da Califórnia em San Diego, publicado na revista Science, sugere que esses elementos não são tão egoístas quanto se pensava. Pesquisadores descobriram que esses genes podem influenciar significativamente a dinâmica entre organismos concorrentes. Focados em bacteriófagos (fagos), os cientistas estudaram os introns móveis, um tipo de elemento genético egoísta, e descobriram que eles conferem uma vantagem competitiva aos fagos hospedeiros. Os introns móveis interferem na capacidade de reprodução de fagos concorrentes, cortando genes essenciais em seus genomas.
“Esta é a primeira vez que um elemento genético egoísta demonstrou conferir uma vantagem competitiva ao organismo hospedeiro que invadiu”, afirmou Erica Birkholz, co-primeira autora do estudo e bolsista de pós-doutorado no Departamento de Biologia Molecular. Décadas atrás, a existência desses elementos genéticos egoístas foi notada, mas seu papel na sobrevivência do hospedeiro era desconhecido. O novo estudo, que focou nos fagos “jumbo”, investigou a dinâmica entre dois fagos coinfectando uma célula bacteriana.
Os pesquisadores analisaram a endonuclease, uma enzima que corta o DNA, e descobriram que a endonuclease do íntron móvel de um fago interfere no genoma do fago concorrente, cortando um gene essencial e sabotando a reprodução do competidor. “Essa intronuclease armada dá uma vantagem competitiva ao fago que a carrega”, explicou Birkholz. A descoberta é crucial na corrida evolutiva entre vírus, especialmente na competição constante durante coinfecções. “Conseguimos delinear claramente o mecanismo que dá uma vantagem e como isso acontece no nível molecular”, disse Chase Morgan, co-primeiro autor e estudante de pós-graduação.
Esses resultados são especialmente relevantes no contexto da fagoterapia, uma abordagem terapêutica emergente contra bactérias resistentes a antibióticos. Os médicos utilizam “coquetéis” de fagos para combater infecções, e as novas informações podem ajudar a entender melhor as interações entre diferentes fagos. “Os fagos neste estudo podem ser usados para tratar pacientes com infecções bacterianas associadas à fibrose cística”, afirmou Joe Pogliano, professor de Ciências Biológicas.
“Entender como eles competem entre si nos permitirá fazer coquetéis melhores para a fagoterapia.” Os autores do estudo incluem Erica Birkholz, Chase Morgan, Thomas Laughlin, Rebecca Lau, Amy Prichard, Sahana Rangarajan, Gabrielle Meza, Jina Lee, Emily Armbruster, Sergey Suslov, Kit Pogliano, Justin Meyer, Elizabeth Villa, Kevin Corbett e Joe Pogliano.