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Trabalho do CIBIO-InBIO, Universidade do Porto reconhecido simultaneamente por duas das mais prestigiadas revistas internacionais
Num feito quase inédito na ciência portuguesa, a inovadora investigação que uma equipa de cientistas do Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos (CIBIO-InBIO), Universidade do Porto tem vindo a desenvolver acerca da origem e evolução do coelho será divulgada amanhã em dois artigos publicados pelas revistas Science e PLOS Genetics.
 

Numa iniciativa excepcional, são publicados amanhã em duas das revistas da especialidade com maior impacto a nível mundial dois estudos sobre genómica e evolução liderados pelo CIBIO-InBIO/UP e desenvolvidos em colaboração com instituições tão prestigiadas como o Instituto Max-Planck (Alemanha) o Broad Institute do MIT e Harvard (EUA) ou a Universidade de Uppsala (Suécia). Este acontecimento é especialmente relevante por contrariar a tendência pouco comum de ver o trabalho de equipas portuguesas reconhecido pelas mais importantes revistas internacionais: uma breve consulta da base de dados da Web of Knowledge (Thomson Reuters) revela que nos últimos 6 anos foram publicados menos de 10 artigos com primeira e/ou última autoria portuguesa nas duas revistas de topo – Science e Nature.

 

Porque é que estes estudos chamaram a atenção da comunidade científica internacional?

 

Estes dois artigos compilam os resultados de investigação que tem sido desenvolvida ao longo de vários anos no CIBIO-InBIO/UP, acerca da origem e evolução das espécies, usando o coelho como modelo de estudo.

 

Tal como Miguel Carneiro (CIBIO-InBIO-UP), primeiro autor de ambos os artigos explica, “o coelho é um modelo excepcional para responder a várias questões de interesse geral em biologia evolutiva: a par da forma domesticada, existem duas subespécies selvagens que hibridam de forma natural na Península Ibérica; para além disso, está distribuído por todo o mundo numa diversidade enorme de habitats. Esta riquíssima história natural oferece oportunidades únicas para responder a múltiplas questões de elevado interesse científico”.

 

Para além do seu carácter inovador e do seu importantíssimo contributo para o avanço do conhecimento científico, é fascinante verificar que nestes estudos reside a resposta às duas principais questões colocadas por Charles Darwin: como surgem e evoluem as espécies através de processos de i) selecção natural; e de ii) selecção artificial.

 

No artigo publicado na revista PLOS Genetics, explica-se o processo através do qual se formam novas espécies, usando como exemplo populações das duas subespécies de coelho Europeu existentes na Península Ibérica (Oryctolagus cuniculus algirus e O. c. cuniculus).

 

A respeito deste processo, Miguel Carneiro comenta que “apesar de todos os dias constatarmos a diversidade dos organismos que nos rodeiam, ainda carecemos de uma compreensão sistemática acerca de como estas espécies se originam, evoluem, e acabam a seguir trajectórias evolutivas independentes.” E acrescenta que no estudo agora publicado na PLOS Genetics, os investigadores tiraram partido “de duas subespécies que se encontram nos estágios iniciais de isolamento reprodutivo (uma condição necessária para que as espécies sigam então trajectórias independentes), para identificar genes associados a reduzida capacidade de reprodução e sobrevivência nos animais híbridos. Para isso recorremos à zona de contacto entre as duas subespécies de coelho no centro da Península Ibérica. O que é fascinante é que estas zonas hibridas podem ser vistas como experiências laboratoriais que decorrem ao longo de centenas ou milhares de anos, e em que as diferentes combinações génicas são testadas diariamente por selecção natural.”

 

Por sua vez, no artigo publicado na Science, desvendam-se os mecanismos que estão na base da acumulação de diferenças fenotípicas (neste caso, comportamento) através de processos de selecção artificial e que permitem explicar como foi possível domesticar o coelho selvagem. Neste artigo, é divulgado pela primeira vez o genoma completamente sequenciado do coelho e demonstrado que a transformação de um animal selvagem num animal doméstico resulta da modificação de uma diversidade de genes ao nível do cérebro e do sistema nervoso e que influenciam de forma incontornável o comportamento. Estamos, portanto, perante resultados com fortes implicações ao nível das neurociências.

 

“Até agora, nenhum dos estudos de domesticação animal que têm vindo a ser realizados contemplou uma análise tão cuidadosa da variação genética existente ao nível da espécie selvagem ancestral. Entrar em consideração com esta dimensão permitiu-nos identificar as modificações genéticas que ocorreram durante a domesticação do coelho”, comenta Nuno Ferrand (CIBIO-InBIO/UP), um dos últimos autores do artigo. “É surpreendente verificar que, de entre os genes particularmente afectados pelo processo de domesticação, existe um forte enriquecimento de genes envolvidos no desenvolvimento do cérebro e do sistema nervoso. Mas é claro que isto faz todo o sentido, atendendo às drásticas modificações comportamentais observáveis entre coelhos selvagens e domésticos. É muito provável que uma diversidade idêntica de variantes génicas que afectam este tipo de órgãos ocorra em populações humanas, e que isso contribua para as diferenças que vemos ao nível de personalidade e comportamento.”

 

“Este trabalho é ainda um exemplo de como ciência aplicada e fundamental se complementam, acrescenta Miguel Carneiro. “O coelho é um modelo extremamente útil em múltiplas áreas do conhecimento, tais como as ciências naturais e as ciências biomédicas, e tem também uma importância económica assinalável. Neste contexto, as ferramentas genómicas desenvolvidas neste trabalho terão um grande impacto na potenciação deste modelo não só na investigação, mas também na indústria”.

 

O impacto mundial da investigação de matriz CIBIO-InBIO, Universidade do Porto

 

O desenvolvimento de estudos da envergadura e complexidade dos que resultaram nestas duas publicações depende do estabelecimento de colaborações que permitem uma partilha sinérgica de competências, valências e recursos complementares. Como tal, com vista a assegurar o sucesso do trabalho levado a cabo constituíram-se em ambos os estudos equipas que agregam investigadores de instituições de elevadíssimo e reconhecido mérito, tais como o Broad Institute do MIT e Harvard ou o Instituto Max-Planck. Não obstante, neste caso em concreto, um dos aspectos mais relevantes e excitantes prende-se com o cunho impresso pelo CIBIO-InBIO e pela Universidade do Porto na investigação desenvolvida. Com efeito, em ambos os artigos, a primeira e última autoria é atribuída a investigadores destas instituições: Miguel Carneiro é o primeiro autor das duas publicações; e Nuno Ferrand, que é último autor exclusivo do artigo da PLOS Genetics, e que no artigo da Science partilha esta posição com os investigadores Kerstin Lindblad-Toh (Broad Institute do MIT e Harvard e Universidade de Uppsala) e Leif Andersson (Universidade de Uppsala, Universidade Sueca de Ciências Agrícolas e Universidade do Texas A&M). Nesta última situação, a par do CIBIO-InBIO e da Universidade do Porto, é importante destacar o contributo do Broad Institute do MIT e Harvard e da Universidade de Uppsala, nomeadamente no que diz respeito ao extensivo trabalho de re-sequenciação sucessiva dos genomas completos dos exemplares de coelhos domésticos e selvagens utilizados no estudo.

 

Artigos originais:
Miguel Carneiro, Frank W. Albert, Sandra Afonso, Ricardo J. Pereira, Hernan Burbano, Rita Campos, José Melo-Ferreira, Jose A. Blanco-Aguiar, Rafael Villafuerte, Michael W. Nachman, Jeffrey M. Good, Nuno Ferrand (2014) The genomic architecture of population divergence between subspecies of the European rabbit. PLOS GENETICS.
URL: http://www.plosgenetics.org/doi/pgen.1003519.

 

Miguel Carneiro, Carl-Johan Rubin, Federica Di Palma,Frank W. Albert,Jessica Alföldi,Alvaro Martinez Barrio,Gerli Pielberg,Nima Rafati,Shumaila Sayyab,Jason Turner-Maier,Shady Younis, Sandra Afonso, Bronwen Aken, Joel M. Alves, Daniel Barrell, Gerard Bolet, Samuel Boucher, Hernán A. Burbano, Rita Campos, Jean L. Chang, Veronique Duranthon,Luca Fontanesi, Hervé Garreau, David Heiman,Jeremy Johnson,Rose G. Mage,Ze Peng,Guillaume Queney,Claire Rogel-Gaillard,Magali Ruffier, Steve Searle,Rafael Villafuerte, Anqi Xiong, Sarah Young, Karin Forsberg-Nilsson, Jeffrey M. Good, Eric S. Lander, Nuno Ferrand, Kerstin Lindblad-Toh, Leif Andersson (2014) Rabbit genome analysis reveals a polygenic basis for phenotypic change during domestication. Science.
URL: http://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.1253714

 

Para mais informação e entrevistas, contactar:
Miguel Carneiro | 969 190 100 | miguel.carneiro@cibio.up.pt 
Maria João Fonseca | 912 354 684 | divulgacao@cibio.up.pt 

 

Posted in 2014-09-09