NERC-FAPESP Agreement: desvendando o processo evolutivo que molda sistemas de reconhecimento multigênicos greenbeard e o controle do comportamento cooperativo

Resumo

Seres vivos frequentemente realizam sacrifícios que beneficiam os outros membros de seu grupo. Apesar de seus custos, ações dessa natureza são em última instância úteis pois beneficiam outras cópias de seus genes. Sob essa ótica genética, um gene egoísta teria melhor desempenho se pudesse medir seu parentesco aos membros do grupo e ajustar o nível de cooperação em proporção ao montante de benefícios que irão a outras cópias dele mesmo. Para tal estrategista, um gene deve sinalizar sua presença dentro de um indivíduo, identificar esse sinal em outros, e responder de modo apropriado, modulando o comportamento cooperativo. Essas são propriedades definidoras de genes "greenbeard". Ao passo que muitos genes greenbeard já foram identificados, ainda sabemos muito pouco sobre como eles funcionam, por que persistem, e por que eles tipicamente compartilham diversas características, como por exemplo a de serem multigênicos e altamente polimórficos (i.e., "policromático"). Para compreender genes greenbeard, precisamos decifrar suas propriedades de sinalizadores-receptores, identificar os mecanismos que traduzem a informação sinalizada na forma de respostas comportamentais, e revelar os processos que guiam sua evolução. Para atingir tais metas, nós iremos estudar o locus greenberad Tgr em e o papel que ele desempenha em reger a cooperação facultativa na ameba social Dictyostelium. Especificamente, iremos integrar modelos matemáticos de genética de populações com abordagens experimentais e computacionais para caracterizar: 1) os padrões de variação e evolução proteica, 2) o impacto dessa variabilidade proteica nas propriedades de sinalização-recepção, 3) os custos e benefícios pleiotrópicos associados a essa variabilidade, 4) os mecanismos moleculares que conectam a sinalização via Tgr a respostas que afetam o destino celular, que representam a resposta social do sistema. Em conjunto, nosso plano de trabalho irá fornecer perspectiva inovadoras para compreender como esses agentes das interações sociais funcionam e evoluem. (AU)