Tecnologia Científica

Dinâmica da replicação do DNA revelada em nanoescala
Usando tecnologia de super-resolução, uma equipe liderada pela Universidade de Tecnologia de Sydney visualizou diretamente o processo de replicação do DNA em células humanas únicas.
Por University of Technology, Sydney - 25/06/2020


A primeira caracterização quantitativa até a data da organização espaço-temporal, morfologia e assinaturas epigenéticas in situ de focos de replicação individuais (RFi) em células humanas únicas em nanoescala. Crédito: University of Technology Sydney

A replicação do DNA é um processo de importância crítica para a célula e deve ser coordenada com precisão para garantir que as informações genômicas sejam duplicadas uma vez e apenas uma vez durante cada ciclo celular. Usando tecnologia de super-resolução, uma equipe liderada pela Universidade de Tecnologia de Sydney visualizou diretamente o processo de replicação do DNA em células humanas únicas.

Esta é a primeira caracterização quantitativa até a data da organização espaço-temporal, morfologia e assinaturas epigenéticas in situ de focos de replicação individuais (RFi) em células humanas únicas em nanoescala.

Os resultados do estudo, publicado no PNAS ( Procedimentos da Academia Nacional de Ciências ), dão uma nova visão sobre uma área pouco compreendida da replicação do DNA, a saber, como os locais de origem da replicação são escolhidos entre milhares de locais possíveis.

O principal autor do estudo, o biofísico Dr. Peter Su, do Instituto de Materiais e Dispositivos Biomédicos da UTS (IBMD), explica que é conhecido que a replicação do DNA é iniciada em vários locais ao longo dos cromossomos.

"Nossas descobertas lançam insights críticos sobre o papel que o ambiente epigenético local desempenha na coordenação da replicação de DNA em todo o genoma e podem ter implicações abrangentes para nossa compreensão de como a arquitetura de cromatina em escala múltipla controla a organização e a dinâmica de diversas espécies". processos intranucleares no espaço e no tempo ".

Peter Su

"Elas são conhecidas como origens de replicação, agrupadas em milhares de domínios de replicação (RDs) em todo o genoma, que por sua vez se agrupam no núcleo da célula como RFi", diz ele.

"Essa organização é extremamente importante para a célula, mas como as origens de replicação são escolhidas em DRs individuais permanece pouco compreendido e não está claro se as origens são ativadas aleatoriamente ou preferencialmente perto de certos recursos de cromatina", diz ele. pode caber eficientemente dentro do núcleo de uma célula a, protegendo assim o DNA contra danos.

A colaboração com cientistas da Universidade de Pequim e da Universidade Nacional de Cingapura revelou um padrão distinto de dinâmica de propagação de replicação que inverte a direcionalidade na fase S do ciclo celular e diminui com a derrubada do CTCF, um regulador chave da arquitetura do genoma 3D.

Os pesquisadores dizem que, juntamente com análises de simulação e bioinformática, esses achados apontam para um modelo no qual a replicação é ativada preferencialmente em estruturas de cromatina em loop organizadas pelo CTCF e sugerem um mecanismo de seleção não aleatório para a ativação da replicação no nível sub-RD.

Dr. Su disse: "Nossas descobertas lançam insights críticos sobre o papel que o ambiente epigenético local desempenha na coordenação da replicação de DNA em todo o genoma e podem ter implicações abrangentes para nossa compreensão de como a arquitetura de cromatina em escala múltipla controla a organização e a dinâmica de diversas espécies". processos intranucleares no espaço e no tempo ".

 

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