Novo estudo: componentes do sistema nervoso evoluíram antes dos animais, revela pesquisa da Penn State

São PauloPesquisadores da Penn State realizaram um estudo que mudou nossa compreensão sobre certas proteínas importantes para a sinalização elétrica no sistema nervoso. Antes se pensava que os canais iônicos da família Shaker evoluíram junto com o sistema nervoso e apareceram à medida que os animais se tornavam mais complexos. No entanto, a nova pesquisa revela que esses canais existiam muito antes do desenvolvimento do sistema nervoso. O estudo descobriu que essas proteínas são muito mais antigas do que se acreditava anteriormente.

Canais de íons de potássio da família Shaker surgiram em organismos unicelulares antes do ancestral comum de todos os animais. Os coanoflagelados, organismos unicelulares intimamente relacionados aos animais, possuem genes para canais iônicos da família Shaker. A diversidade de canais iônicos era maior nos animais mais antigos, com sistemas nervosos simples.

Os canais iônicos regulam o movimento dos íons através das membranas celulares e permitem sinais elétricos essenciais para a comunicação no sistema nervoso. A família de canais Shaker é responsável por auxiliar a saída de íons de potássio da célula, encerrando os potenciais de ação. Esses canais podem abrir ou fechar em resposta a mudanças no campo elétrico.

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O estudo revelou que os genes para canais iônicos da família Shaker em coanoflagelados são mais próximos dos tipos Kv2, Kv3 e Kv4 do que se imaginava. Isso sugere que esses tipos são, na verdade, os mais antigos. O ancestral comum dos animais provavelmente possuía tanto canais Kv1 (observados em águas-vivas-de-pente) quanto canais semelhantes aos Kv2-4 (vistos em coanoflagelados). Alguns animais primitivos, como águas-vivas-de-pente e esponjas, perderam posteriormente os genes para canais semelhantes aos Kv2-4.

Essa descoberta desafia a crença comum sobre a complexidade da evolução. Revela que diversas partes essenciais para um sistema nervoso já existiam antes do surgimento dos animais. A presença desses canais iônicos em organismos unicelulares indica que a evolução frequentemente reutiliza componentes já existentes em vez de criar novos.

Entender como os canais iônicos evoluíram ao longo do tempo nos ajuda a compreender melhor suas funções. Isso é crucial para tratar condições como arritmias cardíacas e epilepsia, que ocorrem devido a problemas nesses canais. A sequenciamento genético, capaz de identificar perdas de genes em diversas espécies, tem sido fundamental para essas descobertas e mostra que a evolução nem sempre segue um caminho linear.