A pesquisa em epigenética na biologia evolutiva abrange desde a regulação da expressão gênica até a herança de fenótipos mediados pelo ambiente, sendo um campo de estudo com múltiplas áreas de foco. A abrangência do termo “epigenética” pode, por vezes, levar à ambiguidade, necessitando de discussões que forneçam visões equilibradas sobre as escalas de tempo e os mecanismos moleculares envolvidos.
Uma propriedade crucial das marcas epigenéticas é a sua capacidade de serem herdadas ao longo das linhagens de células mitóticas. Diferenças epigenéticas que surgem durante o desenvolvimento inicial podem ter consequências duradouras nos fenótipos de um organismo. Isso sugere que as marcas epigenéticas podem desempenhar papéis importantes na adaptação de curto prazo, seja dentro da vida de um organismo ou para a próxima geração, e na plasticidade fenotípica. No entanto, a extensão em que a variação epigenética observada ocorre independentemente das influências genéticas permanece incerta, principalmente devido ao impacto generalizado da genética na variação epigenética e à limitada disponibilidade de recursos (epi)genômicos abrangentes para a maioria das espécies. Embora as marcas epigenéticas possam ser herdadas independentemente das sequências genéticas em algumas espécies, há poucas evidências de que essa “herança transgeracional” seja um fenômeno geral. Em vez disso, os mecanismos moleculares da herança epigenética mostram-se altamente variáveis entre as espécies.
A importância da epigenética no desenvolvimento está sendo crescentemente avaliada em diversas espécies não-modelo. Esses estudos não apenas confirmam a relevância das marcas epigenéticas nos processos de desenvolvimento, mas também realçam a significativa diversidade nos mecanismos regulatórios epigenéticos entre os táxons. Além disso, esses estudos epigenômicos comparativos têm demonstrado potencial para aprimorar a compreensão sobre a evolução dos programas regulatórios. Embora a conservação e divergência das modificações de histonas durante a evolução sejam menos compreendidas do que as da metilação do DNA, é sabido que vários componentes de modificações de histonas e nucleossomos precederam o surgimento dos eucariotos. Por outro lado, as modificações de histonas em regiões reguladoras, como os intensificadores (enhancers), parecem evoluir rapidamente entre as espécies.
O entendimento da evolução do epigenoma progrediu significativamente nas últimas duas décadas. Atualmente, sabe-se que os epigenomas são filogeneticamente difundidos e que as modificações epigenéticas podem evoluir rapidamente. Essas recentes mudanças de paradigma introduziram questões ainda mais intrigantes e não resolvidas sobre as consequências associadas da evolução epigenômica no genoma. A importância das alterações epigenéticas como poderosos mediadores de fenótipos durante a evolução é cada vez mais reconhecida, e estudos epigenômicos comparativos estão fornecendo ferramentas promissoras para compreender a regulação e a anotação do genoma. O estudo de fenótipos mediados epigeneticamente tem o potencial de avançar o entendimento dos mecanismos moleculares de adaptação.
Referência:
Yi, S. V. (2024). Epigenetics Research in Evolutionary Biology: Perspectives on Timescales and Mechanisms. Molecular Biology and Evolution, 41(9), msae170.
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