Arabidopsis thaliana é uma espécie cultivada mundialmente para pesquisas genéticas e foi a primeira planta a ter seu conjunto completo de cromossomos (seu genoma) sequenciado.

A sequência inicial do genoma, lançada no ano 2000, tinha inúmeras lacunas, mas os avanços tecnológicos nos anos seguintes fecharam as lacunas, uma por uma, até restarem apenas duas: grandes regiões indefinidas nos cromossomos 2 e 4 onde /span> que codificam RNAs ribossômicos são repetidos em centenas de cópias genes

Esses agrupamentos de genes de RNA ribossômico, conhecidos como regiões organizadoras de nucléolo (NORs), não são apenas difíceis de definir em Arabidopsis; permanecem lacunas nas NORs nas sequências do genoma de quase todos os eucariotos (organismos cujas células têm núcleo), incluindo humanos. Isto frustrou os estudos das NORs e dos genes dentro delas, que codificam os RNAs dos ribossomos, as máquinas sintetizadoras de proteínas de todas as células vivas.

Os genes do RNA ribossômico são regulados de maneiras que não são totalmente compreendidas. Por exemplo, sabe-se que estão sob controlo epigenético, o que significa que podem ser ligados ou desligados de uma forma que não depende da sua sequência, mas não está claro como. E a má regulação dos genes ocorre em muitos tipos de câncer.

Como resultado, a compreensão da regulação genética do RNA ribossômico tem sido há muito tempo o foco do financiamento de pesquisas biomédicas, que inclui estudos em plantas, leveduras, moscas da fruta< a i=2>, ratos e outros organismos modelo.

Um novo estudo, publicado em Science Advances, relata as sequências completas das duas NORs de Arabidopsis e como os genes de RNA ribossômico são ativos e silenciosos. distribuídos pelas NORs. O artigo foi de autoria dos pesquisadores de pós-doutorado Dalen Fultz, Anastasia McKinlay e Ramya Enganti no laboratório de Craig S. Pikaard, pesquisador do Howard Hughes Medical Institute e professor ilustre, e professor Carlos O. Miller, nos Departamentos de Biologia e Bioquímica Molecular e Celular na Indiana University Bloomington (IUB). Estudos anteriores do laboratório mostraram que subtipos de genes de RNA ribossômico ativos e silenciosos coexistem, mas associados a diferentes NORs, com base em testes genéticos.

O novo estudo identificou mais de 70 subtipos de genes diferentes, com base em diferenças sutis, localizados em NOR2 ou NOR4, mas não em ambos. Conhecendo as posições físicas de todos esses subtipos, os autores realizaram testes para determinar se cada subtipo estava ativado, para produzir RNA ribossômico, ou desligado. Eles também testaram o que acontece em mutantes genéticos que são incapazes de silenciar os seus genes de RNA ribossômico.

O que descobriram foi que uma NOR é quase completamente silenciada nas plantas em crescimento, enquanto a outra NOR é responsável por quase toda a atividade genética do ARN ribossômico – mas apenas na sua região central. Descobriu-se que regiões de alta atividade genética se correlacionam com regiões onde a modificação química do DNA (por adição de grupos metila de carbono único) é baixa e onde os genes vizinhos tendem a ser do mesmo subtipo.

Os resultados fornecem o primeiro vislumbre de como os genes do RNA ribossômico são organizados e regulados no contexto de NORs completas. Como as NORs também diferem em atividade em outras espécies, incluindo humanos e moscas-das-frutas, os estudos das plantas fornecem informações com ampla relevância biomédica. Os estudos também abrem caminho para estudos futuros em Arabidopsis que visam compreender o controle epigenético e a evolução da NOR, especialmente a correlação recém-identificada entre a atividade genética e a homogeneização do subtipo genético.