Pesquisadores identificaram uma luciferase — enzima responsável pela produção de luz — em um coral de mar profundo. A molécula, chamada AnmLuc, foi isolada da pena-do-mar Anthoptilum murrayi e apresentou atividade mesmo em temperaturas próximas às do ambiente onde o animal vive.
O organismo foi coletado em 2019, durante uma expedição do navio oceanográfico Alpha Crucis, da Universidade de São Paulo (USP), no talude continental entre os estados de São Paulo e Rio de Janeiro. A região é um declive submarino que marca a passagem da plataforma continental para o oceano profundo.
Adaptação ao frio
A AnmLuc catalisa a reação entre a luciferase e a luciferina. Quando a enzima oxida essa molécula, ocorre a liberação de energia luminosa. Em laboratório, a atividade da AnmLuc foi máxima em torno de 15 °C e permaneceu eficiente entre 2 °C e 5 °C.
A comparação foi feita com a luciferase da espécie de águas rasas Renilla reniformis, que atinge seu pico de atividade próximo dos 25 °C. Segundo os pesquisadores, o desempenho da AnmLuc em baixas temperaturas amplia o conhecimento sobre a evolução da bioluminescência e pode favorecer a criação de biossensores e sistemas moleculares para acompanhar processos celulares e o avanço de doenças.
A coleta ocorreu durante o projeto Deep Ocean, apoiado pelo programa BIOTA-FAPESP e coordenado por Marcelo Roberto Souto de Melo, do Instituto Oceanográfico da USP. Com uma rede de arrasto de cerca de 20 metros de abertura, a equipe recolheu organismos em profundidades entre 200 e 1.500 metros.
A pena-do-mar foi encontrada a cerca de 1.100 metros. Como os pesquisadores não sabiam quais animais emitiam luz, os exemplares foram testados em uma sala escura a bordo. Gabriela Amancio Galeazzo observou que o coral emitia luz verde quando estimulado.
Investigação molecular
Para localizar a enzima, os pesquisadores analisaram o transcriptoma do coral, conjunto de moléculas de RNA que indica quais genes estavam ativos. A sequência candidata foi inserida na bactéria Escherichia coli para que a proteína fosse produzida em laboratório.
O processo exigiu mais de um ano de testes. Inicialmente, a bactéria produzia a enzima de forma insolúvel. A produção adequada só ocorreu após o uso de uma linhagem bacteriana modificada para operar em baixas temperaturas.
Embora o coral vivo tenha emitido luz verde, a AnmLuc purificada produziu luz azul em laboratório. Os pesquisadores avaliam que uma proteína fluorescente acessória possa absorver a luz azul e reemiti-la na cor verde. A identificação dessa possível proteína ainda está em andamento.
O estudo foi desenvolvido a partir da pesquisa de doutorado de Gabriela Amancio Galeazzo, nos institutos Oceanográfico e de Química da USP, sob orientação de Anderson Garbuglio de Oliveira. Também participaram pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) e da Universidade Federal do ABC (UFABC).
Luciferases são usadas em pesquisas biomédicas como marcadores biológicos. A luz gerada pela reação permite acompanhar processos celulares e moleculares em tempo real. Para Oliveira, “a AnmLuc funciona bem no frio”, característica que pode ser aproveitada em sistemas biotecnológicos desenvolvidos para operar nessas faixas de temperatura.
