Os genomas contêm mais do que as sequências de DNA que sustentam diretamente as funções de um organismo. Muitos também incluem elementos transponíveis, ou “genes saltadores”, que podem se copiar e se inserir em novos locais. Sua atividade pode aumentar substancialmente o tamanho do genoma, embora as razões evolutivas por trás dessas mudanças ainda não estejam claras.
Pesquisadores da Universidade Estadual de Ohio criaram o PrinTE para estudar essa história. O simulador parte de um genoma ancestral inferido e modela como inserções e deleções poderiam ter produzido um genoma moderno. Ele se baseia em uma ferramenta anterior, o TEGenomeSimulator, que fornecia um retrato da atividade dos transposons em um único momento.
A equipe testou o PrinTE usando genomas de fungos, concentrando-se na subdivisão que inclui a ferrugem-da-murta. Esse fungo tem um genoma de cerca de 1 bilhão de pares de bases, um tamanho excepcionalmente grande para fungos, em grande parte devido às inserções de transposons. Os pesquisadores reconstruíram um ancestral comum teórico e realizaram simulações para identificar trajetórias evolutivas que poderiam levar ao genoma atual.
Como as simulações abrangem milhões de gerações, o PrinTE usa aprendizado de máquina para identificar trajetórias que se afastam de resultados plausíveis e interrompê-las. Os pesquisadores podem precisar de milhares de simulações antes de encontrar uma que corresponda melhor ao genoma moderno, permitindo testar diferentes hipóteses sobre a atividade passada dos transposons.
O estudo de caso da ferrugem-da-murta indicou que a taxa de inserção era quatro a cinco vezes maior que a taxa de deleção. Essas explosões de atividade foram seguidas por um declínio nas inserções, sugerindo que o hospedeiro acabou desenvolvendo um controle mais forte sobre os elementos transponíveis e começou a remover alguns deles.
As descobertas também se relacionam ao paradoxo do tamanho do genoma: organismos com tamanhos de genoma significativamente diferentes podem, ainda assim, desempenhar funções semelhantes. O genoma do milho, por exemplo, é relatado como contendo elementos transponíveis em até 85% de seu DNA. Esses elementos podem aumentar o tamanho do genoma por meio de eventos repetidos de copiar e colar, sem necessariamente produzir um organismo correspondentemente mais complexo.
Os pesquisadores afirmaram que o PrinTE poderia fornecer uma estrutura para examinar as histórias evolutivas dos transposons em outros organismos. A ferramenta, disponível publicamente, já foi usada para estudar sistemas adicionais. O trabalho foi publicado na Nature Communications em 2 de novembro de 2026, sob o título “PrinTE: a forward simulation framework for studying the role of transposable elements in genome expansion and contraction”.
Fontes: Phys.org.