Witek Morek inspeciona de perto uma velha parede de tijolo e pedra no campus de Cambridgeshire do Instituto Wellcome Sanger.
“Vamos usar uma ferramenta muito avançada projetada por bioengenheiros e desenvolvida ao longo de milhões de anos – a mão humana – e pegar um pouco de musgo e colocá-lo em um envelope”, diz ele.
Esta é a caça aos tardígrados, o primeiro pequeno passo num empreendimento científico gigantesco e extremamente ambicioso: completar os genomas de toda a vida na Terra.
Acompanhado pelo professor Mark Blaxter, que lidera o programa Árvore da Vida do instituto, Morek, pesquisador de pós-doutorado e especialista em tardígrados, continua a coletar líquenes de uma nogueira no exuberante campus, antes de retornar ao laboratório com suas amostras.
Em 1998, um verme nematóide com um milímetro de comprimento foi o primeiro animal a ter todo o seu genoma sequenciado. O genoma humano foi sequenciado pela primeira vez cinco anos depois, embora só tenha sido completamente concluído em 2021.
Um genoma são as instruções para a criação de um animal, escritas em um código químico conhecido como DNA. A genômica olha além dos genes para todo o DNA encontrado entre os genes. O estabelecimento de “genomas de referência” para as espécies pode ajudar os cientistas a estudar melhor a biologia e a evolução dos organismos, bem como a identificar novos medicamentos e compostos.
O sequenciamento dos genomas levou anos. Blaxter sequenciou 18 genomas ao longo de 25 anos de estudo no início de sua carreira. Agora, o programa Árvore da Vida sequencia 48 por semana, graças aos avanços na tecnologia de sequenciamento. Até agora, sequenciou 2.600 genomas, de baleias a fungos, concentrando-se principalmente em espécies britânicas e irlandesas.
E agora é a vez dos tardígrados microscópicos – o popular vencedor do concurso Guardian invertebrado do ano do ano passado.
Cerca de 1.500 espécies de tardígrados – o nome significa “passo lento” – foram identificadas até agora em todo o mundo. Eles são notoriamente indestrutíveis, capazes de sobreviver ao calor escaldante, ao frio extremo e até mesmo a um feitiço no espaço sideral. Isso se deve à sua capacidade de dessecar e entrar em animação suspensa, até serem despertados pela água.
Morek inicia o processo de sequenciamento colocando as amostras de musgo e líquen que coletou em um copo com água. Trinta minutos depois, os tardígrados se afastam.
Ele coloca pequenos pedaços de musgo no microscópio e logo identifica um tardígrado. Ele cambaleia com suas perninhas rechonchudas de bebê. Este “leitão musgo” é um tardígrado transparente, de tamanho médio, com cerca de 350 micrômetros de comprimento (um fio de cabelo humano tem 50 micrômetros de diâmetro). Comeu recentemente: Morek pode ver o conteúdo de seu intestino.
Morek, que até agora coletou cerca de 20 dos 50 tardígrados da lista britânica (uma “grande subestimação” do número total de espécies, diz ele), precisará ver os seus ovos para identificar esta espécie exata. Alguns tardígrados têm ovos lisos; outros apresentam formato de cogumelo, cônico ou em forma de agulha na superfície.
Os tardígrados podem ser “carnívoros vorazes, caçando nematóides e comendo-os como espaguete”, diz Morek. Mas ele também mostra como eles podem demonstrar cuidado parental. A mãe às vezes joga sua cutícula (sua pele) com ovos com segurança dentro da pele rachada. Mas ela mantém a cutícula nas pernas até os ovos eclodirem.
Morek faz um slide temporário – coloca o tardígrado entre vidros – para confirmar sua taxonomia o mais fielmente possível. Deve ser temporário porque a água evapora e o tardígrado pode ser esmagado pelo vidro.
O tardígrado é mantido vivo e transferido para um tubo plástico com código de barras. Isso é congelado para sequenciamento posterior – armazenado nos freezers especiais de porta dupla do laboratório, ajustados a -71°C.
Existem quatro genomas de tardígrados de alta qualidade depositados em bases de dados públicas, Morek está trabalhando em estreita colaboração em outros 14 e há cerca de 50 espécies no congelador aguardando sequenciamento.
Antes de Witek extrair o DNA para sequenciamento, Witek deve “interromper manualmente” sua amostra. Ele pode cortar um tardígrado de 200 micrômetros à mão ou usar uma forma de amassar um bloco de gelo quando estiver congelado.
Um tardígrado contém uma pequena quantidade de DNA, apenas 200 a 500 picogramas (um picograma equivale a um trilionésimo de grama). Antigamente, os investigadores teriam de recolher 1.000 tardígrados para obter ADN suficiente, um processo difícil que era impossível com espécies raras ou difíceis de encontrar. Outra estratégia é usar uma única fêmea para produzir um grande número de clones genéticos.
Mas o Wellcome Sanger Institute usa uma abordagem diferente: o protocolo de sequenciamento multimodal picogram inputi.
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Com esta técnica, o DNA genômico e o RNA são extraídos do tardígrado e separados em dois tubos. Os pesquisadores então usam uma reação em cadeia da polimerase (PCR) para amplificar esses fragmentos e produzir material suficiente.
A qualidade do DNA produzido é verificada e as amostras são entregues à equipe de operações científicas do instituto. Após a sequência, os dados ficam disponíveis no cluster de computadores do instituto. A sequência em si consiste em milhões de longas cadeias dos quatro tipos de bases encontradas em uma molécula de DNA: adenina, citosina, guanina e timina (ACTG).
Felizmente para os pesquisadores tardígrados, os genomas dos tardígrados são pequenos – 30 vezes menores que o genoma humano. Embora o processo de PCR seja complexo, os cientistas precisam de menos dados para montar o genoma de um tardígrado.
Para Morek, o sequenciamento dos tardígrados ajudará a revelar como as espécies estão relacionadas entre si. Incrivelmente, alguns tardígrados estão separados por 550 milhões de anos de evolução.
Mas a sequenciação do genoma também pode revelar como os superpoderes dos tardígrados – como a resistência ao congelamento (criobiose), a resistência à falta de oxigénio (anoxibiose) e a capacidade de sobreviver à dessecação repetida (anidrobiose) – podem ajudar-nos.
“E, uma vez que a maior parte da vida neste planeta é pequena, como os tardígrados, esta nova abordagem à sequenciação do genoma promete abrir as portas para o preenchimento de toda a vida”, diz Blaxter. “Esses genomas, por sua vez, abrirão novas ideias e oportunidades na biomedicina e na biotecnologia”.
Através do sequenciamento, os cientistas podem identificar os genes e proteínas necessários para esses processos. Se uma determinada proteína é crucial na anidrobiose, podemos utilizá-la para produzir vacinas resistentes à seca ou adicioná-la às culturas para torná-las mais resistentes à seca?
“Há muitas questões de pesquisa”, diz Morek. “Quanto mais sabemos, mais perguntas fazemos. É uma história sem fim.”
O invertebrado do ano chegou em 2026
O tardígrado venceu no ano passado, mas quem triunfará em 2026? O apito foi soado para lançar os terceiros invertebrados do ano.
Nós, criaturas com espinhos, somos uma pequena minoria no mundo animal. Humanos, cães, vacas, pássaros, peixes – podemos pensar que somos os governantes planetários, mas não somos. Mal representamos 5% da vida animal na Terra; mas, por outro lado, existem pelo menos 1,3 milhões de espécies de invertebrados para escolher.
Queremos que você indique sua criatura covarde favorita para o imensamente popular festival anual dos Guardiões, que celebra a maravilha e a importância dos invertebrados do mundo. Sem o trabalho invisível dos nossos vizinhos desconhecidos – os caracóis, as aranhas, as esponjas, os corais, os bivalves, as vespas e os caranguejos – o grandioso edifício que é a civilização humana ruiria.
Estes são os nossos polinizadores, criadores de solo, portadores de fertilidade, purificadores de água, predadores e controladores de pragas. Alguns invertebrados ainda podem causar estragos no mundo humano, mas como disse o lendário biólogo EO Wilson: “A verdade é que precisamos dos invertebrados, mas eles não precisam de nós”.
Por favor, indique seu invertebrado favorito aqui. Nossos redatores escolhem uma lista de 10 e traçam o perfil deles e no dia 17 de agosto anunciaremos o seu favorito.
