Pesquisadores do Instituto Butantan realizam primeiro sequenciamento do genoma de uma serpente insular endêmica do Brasil

Análise da jararaca-ilhoa é a mais completa já realizada entre as Bothrops e servirá como referência para estudos futuros sobre composição do veneno e conservação de serpentes do gênero

Um grupo de pesquisadores do Instituto Butantan acaba de publicar o primeiro sequenciamento genômico completo em nível cromossômico da jararaca-ilhoa (Bothrops insularis), serpente endêmica do Brasil. O estudo foi divulgado no periódico Genome Biology and Evolution e revelou informações fundamentais sobre a composição e evolução do veneno, assim como a história demográfica da espécie que é encontrada apenas na Ilha da Queimada Grande, localizada a 35 quilômetros da costa do município de Itanhaém, no litoral sul paulista.

“O objetivo foi gerar uma estrutura bem definida e definitiva do genoma de uma serpente do gênero Bothrops. É um trabalho que abre oportunidades e serve como referência para outros pesquisadores que desejam aprofundar seus estudos sobre a diversidade do veneno e da população de jararacas”, explica o pesquisador científico e diretor do Laboratório de Toxinologia Aplicada (LETA) do Instituto Butantan, Inácio Junqueira de Azevedo. A pesquisa contou com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e da Fundação Nacional da Ciência dos Estados Unidos (NSF, na sigla em inglês).

Também sob a liderança de Inácio, o grupo já havia feito o sequenciamento genômico da jararaca (Bothrops jararaca), que resultou em um artigo publicado na revista PNAS em 2021. O trabalho atual é uma continuação da descrição da diversidade do transcriptoma da glândula de veneno da Bothrops insularis, divulgada em 2002 no periódico Gene – pioneira, a pesquisa revolucionou o estudo de venenos de serpentes no mundo na época.

“No trabalho do transcriptoma, conseguimos identificar os sinais dos genes que estavam ativos na glândula de veneno, produzindo as toxinas. Já o sequenciamento genômico traz informações não apenas dos genes reais que estão em atividade, mas de todos os outros presentes ali”, esclarece o pesquisador. 

Um genoma se refere ao conjunto do material genético (genes, cromossomos e outros elementos do DNA do núcleo da célula) de um organismo e à sequência em que ele aparece. De forma simplificada, é como se fosse um “livro” que contém as instruções essenciais para o desenvolvimento e funcionamento de um ser vivo, além de registrar suas características físicas.

Achados sobre o veneno da espécie

Uma das descobertas mais significativas é que alguns dos genes de toxinas presentes no veneno da jararaca-ilhoa estão evoluindo sob processo de seleção natural. Isso acontece quando modificações naturais de uma dada característica da espécie (neste caso, o veneno) representam uma vantagem capaz de aumentar sua sobrevivência no ambiente onde vive, ao invés de serem fixadas apenas de modo aleatório.

“Observamos essa assinatura nos genes de algumas lectinas e metaloproteases, que são toxinas relevantes na composição do veneno da espécie. Além disso, detectamos mudanças estruturais nesses genes que alteram a proteína derivada”, explica Inácio.

O achado pode ajudar a esclarecer a possibilidade da jararaca-ilhoa ter um veneno mais especializado para a predação de aves. Como na Queimada Grande não há disponibilidade de roedores – principal alimento da jararaca do continente (Bothrops jararaca) –, a espécie endêmica se alimenta de pássaros migratórios que visitam a ilha ao longo do ano. 

“O veneno das duas espécies [B. insularis e B. jararaca] apresenta uma variabilidade sutil. Pode ser que justamente essas pequenas mutações capazes de mudar alguns poucos aminoácidos na proteína da toxina façam com que ela se ligue mais facilmente a um receptor presente nas aves, por exemplo. Porém, esse é um ponto que demanda aprofundamento de estudos bioquímicos”, reforça o pesquisador do LETA.

Evolução e conservação da espécie

Além do sequenciamento genômico do chamado “indivíduo-alvo”, outros sete espécimes de B. insularis tiveram seu genoma mapeado de forma um pouco mais simplificada, a fim de estruturar a variabilidade genética da população. Os dados levantados permitiram que os pesquisadores fizessem inferências sobre quando a espécie se isolou na Ilha da Queimada Grande e o quanto os indivíduos se diversificaram entre si.

“A análise preliminar mostrou que, provavelmente, a jararaca-ilhoa passou por mais de um período de isolamento, tendo se reconectado com o continente em algum momento do passado. A estimativa é que a última separação tenha acontecido, aproximadamente, entre 15 e 10 mil anos atrás”, afirma Inácio.

O conhecimento da diversidade genética presente em uma dada população também é relevante quando se pensa em futuros trabalhos de conservação da espécie, principalmente em situações ex-situ – quando o manejo acontece fora do ambiente natural. De acordo com o pesquisador científico, o atual trabalho fornece a base de referência da variabilidade genética esperada na ilha para monitoramento de plantéis mantidos fora da natureza.  

Como esperado, o trabalho constatou que a jararaca-ilhoa possui baixa variabilidade, mas mantém padrões genéticos e demográficos saudáveis para garantir sua existência na ilha. 
Atualmente, a espécie figura entre as espécies criticamente ameaçadas de extinção, de acordo com a International Union for Conservation of Nature (IUCN) e o Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio)

Reportagem: Natasha Pinelli
Fotos: Marília Ruberti e Renato Rodrigues/Comunicação Instituto Butantan