Os pesquisadores, liderados por Veena Prahlad, professora associada do Departamento de Biologia e da Aging Mind and Brain Initiative, observaram como uma lombriga mãe reage quando sente perigo, como uma mudança na temperatura, que pode ser prejudicial ou até fatal para o animal. Em um estudo publicado no ano passado, os biólogos descobriram que a lombriga mãe libera serotonina quando sente o perigo. A serotonina viaja de seu sistema nervoso central para alertar seus óvulos não fertilizados, onde o aviso é armazenado, por assim dizer, e então passado para os filhos após a concepção.

Os exemplos dessas cascatas genéticas abundam, mesmo em humanos. Estudos mostraram que mulheres grávidas afetadas pela fome na Holanda, de 1944 a 1945, conhecido como o inverno da fome holandesa, deram à luz crianças que foram influenciadas por esse episódio na idade adulta – com taxas mais altas do que a média de obesidade, diabetes e esquizofrenia.

Os genes têm “memórias”

Neste estudo, os biólogos queriam descobrir como a memória da exposição ao estresse era armazenada na célula-ovo. “Os genes têm ‘memórias’ de condições ambientais passadas que, por sua vez, afetam sua expressão mesmo após essas condições terem mudado”, explica Prahlad. “Não está claro como essa ‘memória’ é estabelecida e como persiste após a fertilização, embriogênese e depois que o embrião se desenvolve em adultos.”

Prahlad e suas equipes se voltaram para a lombriga, uma criatura regularmente estudada por cientistas, em busca de pistas. Eles expuseram lombrigas mães a estresses inesperados e descobriram que a memória do estresse estava enraizada nos ovos da mãe por meio das ações de uma proteína chamada fator de transcrição de choque térmico, ou HSF1. A proteína HSF1 está presente em todas as plantas e animais e é ativada por mudanças na temperatura, salinidade e outros estressores.

A equipe descobriu que o HSF1 recruta outra proteína, uma enzima chamada histona 3 lisina 9 (H3K9) metiltransferase. Este último normalmente atua durante a embriogênese para silenciar genes e apagar a memória de sua atividade anterior.

Resposta ao estresse

No entanto, a equipe de Prahald observou algo totalmente diferente. “Descobrimos que o HSF1 colabora com os mecanismos que normalmente agem para ‘redefinir’ a memória da expressão do gene durante a embriogênese para, em vez disso, estabelecer essa memória de estresse”, diz Prahlad.

Um desses genes recém-silenciados codifica o receptor de insulina, que é fundamental para as alterações metabólicas com diabetes em humanos e que, quando silenciado, altera a fisiologia, o metabolismo e a resiliência ao estresse de um animal. Como essas marcas de silenciamento persistiram na prole, sua estratégia de resposta ao estresse foi mudada de uma que dependia da capacidade de ser altamente responsiva ao estresse, para confiar em mecanismos que diminuem a capacidade de resposta ao estresse, mas forneciam proteção de longo prazo contra ambientes estressantes.

Geração de netos afetada

“O que descobrimos ainda mais notável foi que, se a mãe foi exposta ao estresse por um curto período de tempo, apenas a progênie que se desenvolveu a partir de suas células germinativas que foram submetidas a esse estresse no útero tinha essa memória”, diz Prahlad. “A progênie dessa progênie (os netos da mãe) havia perdido essa memória. No entanto, se a mãe foi submetida a um período mais longo de estresse, a geração dos netos retinha essa memória. De alguma forma, a ‘dose’ de exposição materna ao estresse é registrada na população.”

Os pesquisadores planejam investigar mais essas mudanças. O HSF1 não é apenas necessário para resistência ao estresse, mas também níveis elevados de HSF1 e da marca de silenciamento estão associados a câncer e metástase. Como o HSF1 existe em muitos organismos, sua interação recém-descoberta com a metiltransferase H3K9 para conduzir o silenciamento do gene provavelmente terá repercussões maiores.