Cientistas sequenciam o genoma de fungo que deu origem à Penicilina

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Cientistas do Imperial College em Londres e da Universidade de Oxford, na Inglaterra, sequenciaram pela primeira vez o genoma do fungo Penicillium Rubens que levou o médico escocês Alexander Fleming a descobrir a Penicilina, em 1928.

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A descoberta de Fleming foi feita acidentalmente quando esporos do fungo, que ocorre naturalmente no ambiente, contaminaram uma placa de petri que continha uma colônia de bactérias do gênero Staphylococcus Aureus. Décadas atrás, amostras desta população original foram preservadas criogenicamente para estudos no futuro.

Segundo o Biólogo Evolucionário Timothy Barraclough, do Imperial College em Londres e da Universidade de Oxford, “nós originalmente pretendíamos usar o fungo de Alexander Fleming em alguns experimentos diferentes. Mas, para nossa surpresa, descobrimos que ninguém havia sequenciado o genoma desta população original de Penicillium, apesar de sua significância histórica”.

A sequência genética obtida foi comparada a dois genomas mais recentes de Penicillium produzido comercialmente nos EUA, permitindo aos pesquisadores observar como a produção em larga escala afetou a estrutura genética do fungo com o passar dos anos.

Assim como as bactérias que atacam, fungos como o Penicillium também são capazes de evoluir rapidamente para se defender de ameaças e responder a mudanças em seu ambiente. Entender essa evolução pode ser crucial para nós: “nossa pesquisa pode ajudar a inspirar soluções inovadoras para combater a resistência a antibióticos”, disse o biólogo Ayush Pathak, do Imperial College em Londres.

O fungo encontrado por Fleming foi a origem da produção da penicilina no Reino Unido, mas nos EUA ela teve origem em uma colônia da mesma espécie encontrada em um melão mofado. Esta cepa foi submetida a tratamentos mutagênicos, como a irradiação com raios-X e luz ultravioleta, e seleção artificial para produzir uma cepa com alta taxa de produção de penicilina.

A equipe de Barraclough comparou as sequências genéticas das diferentes cepas, analisando tanto os genes que codificam as enzimas que atuam na produção da penicilina quanto os que regulam a produção destas mesmas enzimas.

As amostras inglesa e norte-americana tem os mesmos genes que regulam as enzimas, mas a cepa norte-americana tem mais cópias deles, o que pode ajudá-la a produzir mais penicilina. Já os genes que codificam as enzimas são diferentes. A equipe acredita que isso seja resultado de seleção natural, uma resposta do fungo aos diferentes micróbios que vivem em cada um de seus hábitats.

“A produção industrial de penicilina se concentrou na quantidade produzida, e os passos usados para aumentar artificialmente a produção levaram a mudanças no número de genes”, disse Pathak. Mas é possível que os métodos industriais tenham ignorado algumas soluções para otimizar o design da penicilina, e podemos aprender com estas respostas naturais à evolução da resistência a antibióticos”.

Fonte: Science Alert