Tecnologia Científica
Geneticistas acionam o freio do DNA, revelando os principais processos de desenvolvimento
Pesquisadores da Universidade de Princeton revelaram o funcionamento interno de um mecanismo de repressão genanãtica em embriaµes de mosca da fruta , acrescentando insights ao estudo de doenças humanas.
Por
Scott Lyon - 05/03/2020
Liderada pela estudante Shannon Keenan, a equipe usou a luz para ativar sinais químicos no desenvolvimento de moscas da fruta e traa§ou os efeitos em uma proteana chamada Capicua , ou Cic. Localizado no núcleo de uma canãlula, o Cic se liga ao DNA e executa a tarefa especializada de silenciar genes. O estudo , publicado na Developmental Cell e disponibilizado on-line em 5 de mara§o, revela a dina¢mica da repressão genanãtica por essa proteana.
Imagem cortesia dos pesquisadores
Um embria£o de mosca da fruta émostrado pontilhado com luzes fluorescentes,
indicando a transcrição do DNA em andamento em vários pontos ao longo do abda´men.
Um estudo recente de Princeton deu uma visão sem precedentes de como a
repressão genanãtica funciona, revelando a dina¢mica do sistema que impede a transcrição
ao longo de certas seções do ca³digo genanãtico.
Em uma pea§a complexa da música, os silaªncios que percorrem a melodia contribuem tanto para o efeito da partitura quanto as notas tocadas. Os processos biola³gicos que controlam o desenvolvimento dependem de padraµes temporais altamente sofisticados de ativação e repressão de genes para criar as belas sinfonias da vida. Quando um padrãoéinterrompido, écomo uma nota errada na música. Nesse caso, o Cic éuma proteana repressora que silencia certas partes do genoma, permitindo que outros genes se expressem em harmonia. Compreender como repressores como o Cic trabalham permite que os pesquisadores conduzam melhor a orquestra.
"Os sinais que dizem para vocênão fazer algo são tão importantes quanto os sinais para fazer algo", disse Stanislav Shvartsman , professor de engenharia química e biológica e do Instituto Lewis-Sigler de Gena´mica Integrativa e lider de grupo no Flatiron Institute dos Simons. Fundação. Embora o Cic e seus genes-alvo tenham sido estabelecidos, pouco se sabia sobre a dina¢mica da repressão genanãtica, de acordo com Shvartsman, o principal investigador do estudo e o Ph.D. de Keenan. conselheiro. "As proteanas que ativam e reprimem os genes podem ser comparadas ao pedal do acelerador e aos freios de um carro", disse ele. “Na³s sabemos muito sobre como o pedal do acelerador funciona. a‰ a primeira vez que vemos os freios em ação. â€
Os autores, incluindo o professor Squibb de Biologia Molecular, Eric Wieschaus , vencedor do Praªmio Nobel de 1996 em Fisiologia ou Medicina, focaram-se em uma enzima cratica, chamada ERK, que transmite sinais dasuperfÍcie da canãlula para seu núcleo. Ao controlar ERK com luz, em seqa¼aªncias com tempo preciso, eles poderiam analisar como e quando a enzima ativou a proteana Cic. Eles descobriram que, após cerca de cinco minutos de ativação do ERK, a proteana Cic éinativada, o que permite que seus genes-alvo (normalmente reprimidos) sejam ativados. Notavelmente, a repressão foi restabelecida com a mesma rapidez, demonstrando um tempo de resposta muito rápido.
Além de oferecer uma visão sem precedentes da dina¢mica da repressão genanãtica, o estudo revelou um novo e rico territa³rio para novas explorações. A seleção natural agiu por centenas de milhões de anos para ajustar esses processos. O momento deles não épor acaso. De acordo com Keenan, o rápido tempo de resposta do mecanismo protege as células contra ruados bioquímicos que poderiam introduzir erros catastra³ficos.
foto porSameer A. Khan / Fotobudd
Pesquisadores liderados pelo estudante Shannon Keenan e pelos professores
Stanislav Shvartsman, a direita, e Eric Wieschaus, a esquerda, usaram a luz
para controlar uma proteana que reprime os genes e estãoligada ao aparecimento
de doenças e distúrbios do desenvolvimento.
"O embria£o da mosca éum sistema muito poderoso", disse Keenan, "e as coisas que aprendemos guiam nossa compreensão e tratamento de doenças humanas, incluindo ca¢ncer, onde o Cic écomumente mutado".
Keenan chegou a engenharia química e biológica pelo interesse em resolver problemas na saúde humana. Ela queria usar todas as habilidades que tinha para ajudar as pessoas e era boa em matemática e ciências. "Nunca pensei que estivesse trabalhando com moscas da fruta", disse ela, rindo. “Quando cheguei a Princeton, conheci Stas [Shvartsman], e ele me mostrou todas essas imagens de onde os genes eram ativados em embriaµes de mosca. Foi simplesmente muito bonito.
Outros colaboradores do estudo incluaram Shelby A. Blythe, da Northwestern University, e Robert A. Marmion e Nareg J.-V. Djabrayan, de Princeton. O trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde.
