• Novas investigações em larvas do verme C. elegans revelam como alterações nos lisossomos dos pais que favorecem a longevidade são transmitidas para a prole.
• O estudo estabelece uma nova conexão entre lisossomos – organelas celulares antes consideradas meramente centros de reciclagem – e o epigenoma – um conjunto de marcas químicas que modificam a expressão gênica. A pesquisa também descreve uma nova forma de transferência de informações epigenéticas das células corporais para as células reprodutivas, permitindo que mudanças sejam herdadas sem alterar o código genético.
• Essas descobertas demonstram como modificações epigenéticas que auxiliam organismos a lidar com estresses ambientais podem ser transmitidas dos pais para seus descendentes.

No Laboratório Wang, é comum que vermes apresentem uma vida prolongada.

A líder do grupo sênior do HHMI Janelia Research Campus, Meng Wang, e sua equipe investigam a longevidade. Eles descobriram que, ao superexpressar uma enzima nos lisossomos do verme C. elegans, conseguem aumentar a vida do verme em até 60 por cento.

Entretanto, surpreendentemente, a equipe constatou que a prole dos vermes, mesmo sem essa modificação genética, vivia mais do que o normal. Ao cruzarem seus vermes longevos com vermes “tipo selvagem” que não superexpressavam a enzima – um procedimento rotineiro de laboratório usado para eliminar manipul ações genéticas – observaram que os descendentes também apresentavam uma longevidade superior à dos vermes normais. De alguma forma, os marcadores de longevidade estavam sendo passados de geração em geração, mesmo quatro gerações depois.

No novo estudo, Wang e sua equipe revelam como alterações nos lisossomos do verme que promovem a longevidade são transferidas das células do corpo para as células reprodutivas por meio de histonas – proteínas que desempenham um papel essencial na organização e regulação do DNA. Nas células reprodutivas, esses mensageiros histônicos provocam modificações no epigenoma do verme – um conjunto de tag químicas que regulam a expressão gênica – permitindo que as mudanças lisossomais sejam transmitidas de geração para geração sem alterar o DNA subjacente.

As descobertas têm repercussões que vão além da longevidade. Modificações epigenéticas podem auxiliar organismos a enfrentar diversos tipos de estresses ambientais – desde mudanças na dieta até exposição a poluentes e estresse psicológico – e o novo trabalho mostra como essas vantagens podem ser herdadas pelos descendentes.

“Você sempre pensa que sua herança está no núcleo, dentro da célula, mas agora demonstramos que a histona pode deslocar-se de um lugar para outro, e se essa histona carregar qualquer modificação, isso significa que a informação epigenética será transferida de uma célula para outra,” afirma Wang. “Isso realmente oferece um mecanismo para compreender o efeito transgeracional.”

Desvendando a herança

Os pesquisadores descobriram que um tipo de modificação de histona – uma forma de mudança epigenética – estava elevada em vermes longevos em comparação com aqueles de vida normal. Eles queriam investigar como essa modificação estava relacionada às alterações lisossomais que promovem a longevidade.

Utilizando uma combinação de ferramentas genéticas, transcriptômica e imagens, eles constataram que mudanças no metabolismo lisossomal que influenciam a longevidade dos vermes ativam uma série de processos celulares. Essas ações desencadeiam um aumento em uma variante específica de histona, que é transportada dos tecidos somáticos do verme para suas células germinativas ou reprodutivas por meio de proteínas que transportam nutrientes para os óvulos em desenvolvimento. Na linha germinativa, a histona é modificada, permitindo que as informações dos lisossomos ingressem na linha germinativa e sejam transmitidas de pai para filho.

Os pesquisadores demonstraram que esse caminho é ativado durante o jejum, que provoca uma mudança no metabolismo lisossomal – estabelecendo uma conexão entre o fenômeno fisiológico e as alterações na linha germinativa.

O novo estudo contribui para um corpo crescente de evidências que indicam que os lisossomos, antes vistos apenas como centros de reciclagem da célula, também atuam como um centro de sinalização para controlar diferentes processos na células e agora demonstram influenciar gerações.

A nova pesquisa também revela um novo mecanismo para a transferência de informações das células somáticas para as células germinativas por meio de histonas, o que pode ajudar a explicar como outros tipos de informações herdadas são transmitidas de pais para filhos.

Ao oferecer um mecanismo para compreender como mudanças ambientais nas células somáticas são transmitidas por meio da linha germinativa, o novo trabalho pode auxiliar os pesquisadores a melhor entenderem efeitos transgeracionais previamente observados, como a malnutrição de um pai afetando sua prole.

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