Para além de Mendel: os investigadores apelam a uma nova compreensão da genética
Um artigo em perspetiva na Genetics defende uma mudança de paradigma experimental para captar os efeitos complexos dos genes em combinação com o ambiente e o contexto genético
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Durante mais de um século, a genética mendeliana moldou a forma como pensamos a hereditariedade: um gene, um traço. É um modelo que ainda ecoa nos manuais escolares - e que está cada vez mais a atingir os seus limites. Num artigo de prospetiva publicado na revista Genetics, um grupo internacional de geneticistas e biólogos evolutivos de renome apela a uma mudança fundamental de enfoque: deixar de procurar efeitos de genes isolados e claramente definidos e passar a abordagens experimentais que tratem a complexidade genética não como ruído, mas como ponto de partida.
Dos simples modelos de herança mendeliana à realidade biológica: muitas caraterísticas emergem dos efeitos combinados de numerosos genes - moldados ainda mais pelo ambiente e pelo contexto genético.
Copyright: Diethard Tautz
O seu argumento central: a maioria das caraterísticas biológicas - da morfologia e fisiologia ao risco de doença - surge através da interação de muitos genes. Os efeitos de variantes individuais tendem a ser pequenos, altamente dependentes do contexto e fortemente moldados pelas condições ambientais, bem como pelo historial genético mais alargado de um indivíduo. As evidências da genética quantitativa, da biologia evolutiva e da investigação sobre a reprodução convergem agora para uma conclusão comum: os modelos simples de um único gene não podem explicar o fenótipo e a sua variação entre indivíduos.
"A genética clássica fez grandes progressos na identificação de genes individuais com funções moleculares claras", afirma Diethard Tautz, um dos autores do artigo. "Mas com as abordagens utilizadas até agora, não foi possível explicar o fenótipo completo - as caraterísticas dos indivíduos como um todo no contexto do seu ambiente."
Isto está a tornar-se cada vez mais evidente na investigação médica. Muitas doenças comuns são influenciadas por um vasto número de variantes genéticas em cada indivíduo. Cada variante, por si só, pode ter apenas um efeito mínimo; em combinação - e em interação com factores ambientais - o impacto cumulativo pode ser substancial. O artigo traça as raízes históricas deste desenvolvimento, referindo como a genética experimental do século XX se concentrou deliberadamente em efeitos únicos claramente definidos em sistemas genéticos normalizados. Esta estratégia revelou-se extraordinariamente poderosa na descoberta de mecanismos moleculares, mas depara-se com limitações fundamentais quando o objetivo é compreender a variação individual, a adaptação evolutiva e os padrões complexos das doenças.
Neste contexto, os autores apelam a um desenvolvimento sistemático da genética experimental. As abordagens futuras devem incorporar explicitamente a variação genética natural, ter em conta os processos evolutivos e investigar os efeitos genéticos não isoladamente, mas ao nível do sistema e num contexto ambiental. As direcções propostas incluem experiências de seleção paralela, análises de todo o genoma em condições de mudanças ambientais controladas e o estudo de processos de adaptação natural em populações selvagens.
Uma das principais ambições do documento é catalisar a criação de infra-estruturas de investigação adequadas. A investigação de arquitecturas de caraterísticas poligénicas, argumentam os autores, requer uma fenotipagem automatizada e em grande escala - a ser conseguida através de uma estreita integração da biologia, da engenharia e da modelação baseada em dados.
O artigo conclui com uma mensagem clara: a complexidade genética não deve continuar a ser reduzida ou ignorada. Tem de ser tornada acessível a nível experimental. Só então, sugerem os autores, poderemos compreender melhor tanto os processos evolutivos como a base biológica de caraterísticas e doenças complexas.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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