O cientista escocês Alexander Felming fez história, em 1928. Em um mofo comum, ele descobriu propriedade antimicrobianas que ele exploraria para conseguir criar o primeiro antibiótico produzido em massa, a penicilina.

A cepa original do fungo Penicillium foi preservada criogenicamente há décadas.  Ela foi congelada viva para a posteridade. E agora, pela primeira vez, seu genoma foi sequenciado. E da mesma forma como a descoberta da penicilina, a pesquisa do genoma evoluiu e se desdobrou em outra coisa.

"Originalmente, planejamos usar o fungo de Alexander Fleming para alguns experimentos diferentes. Mas percebemos, para nossa surpresa, que ninguém havia sequenciado o genoma deste Penicillium original, apesar de sua importância histórica para o campo", disse o biólogo evolucionista, Timothy Barraclough, do Imperial College London e da Oxford University.

Essa nova sequência foi comparada com dois genomas de Penicillium produzidos comercialmente nos Estados Unidos. Isso deu aos pesquisadores a possibilidade de ver como a produção em escala industrial mudou ligeiramente a composição genética do mofo ao longo do tempo e da distância.

Fungo

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Tanto o Penicillium como outros fungos produzem moléculas de antibióticos naturalmente como parte dos seus sistemas de defesa contra micróbios. Os micróbios evoluem de forma rápida para combater essas defesas. E isso é uma das características que está causando um grande problema na forma de resistência aos antibióticos.

Por isso, estudar exatamente como os bolores evoluem pode dar alguns insights a respeito do problema da resistência aos antibióticos atuais. "Nossa pesquisa pode ajudar a inspirar novas soluções para combater a resistência aos antibióticos", disse o biólogo Ayush Pathak, do Imperial College London.

Para fazer essa pesquisa, a equipe descongelou uma amostra de Penicillium rubens de Fleming e a cultivou. O mofo recém crescido foi então sequenciado. O genoma resultante foi comparado com as cepas dos EUA.

Penicillium de Fleming pode ter sido a base para os remédios à base de penicilina no Reino Unido. Mas nos EUA a produção industrial começou om isolado selvagem de um melão mofado. Foi essa cepa que foi submetida a tratamentos mutagênicos para produzir uma cepa com altas taxas de produção de penicilina.

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Observações

Comparando os dois, os pesquisadores analisaram dois tipos de genes. Os que codificam as enzimas que ajudam na produção de penicilina e os que regulam a produção dessas enzimas.

O mofo de Fleming e o dos EUA tem praticamente o mesmo código genético para as enzimas regulatórias. O mofo dos EUA tinha mais cópias, o que ajudaria suas cepas a produzirem mais penicilina.

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Isso não foi uma coisa inesperada. Até porque eles foram cultivados especificamente para esse propósito. Mesmo assim, isso dá aos pesquisadores alguns insights sobre o resultado do processo de domesticação.

No entanto, os genes codificadores eram um pouco diferentes entre as cepas de Fleming do Reino Unido e as dos EUA. A equipe acredita que isso aconteceu por conta de uma evolução natural provavelmente pelas diferenças nos micróbios que ameaçam os fungos nos seus habitats naturais.

Essa diferença natural poderia ser a chave para ajudar a pensar em soluções para o problema de resistência aos antibióticos.

"A produção industrial de penicilina se concentrou na quantidade produzida, e as etapas usadas para melhorar artificialmente a produção levaram a mudanças no número de genes. Mas é possível que os métodos industriais tenham perdido algumas soluções para otimizar o design da penicilina, e podemos aprender com as respostas naturais à evolução da resistência aos antibióticos", concluiu Pathak.

Publicado em: 28/09/20 15h30