Pesquisadores do GMI - Instituto Gregor Mendel de Biologia Molecular de Plantas da Academia Austra­aca de Ciências - descobriram um mecanismo engenhoso pelo qual Arabidopsis protege a integridade de seu genoma. O artigo foi publicado na revista Nature Cell Biology .

a‰ possí­vel para um aºnico produto gaªnico silenciar elementos genanãticos indesejáveis? Um efeito tão forte pode ser visto na regulação de Elementos Transpona­veis (TEs), ou parasitas do genoma? Em caso afirmativo, como esse produto gaªnico sozinho mantanãm os transposons sob controle? Uma nova pesquisa do grupo de Franãdanãric Berger no GMI fornece respostas a essas perguntas e disseca um mecanismo de silenciamento de genes que hámuito permanece envolto em mistanãrio.

Embora transposons saltadores promovam variação gena´mica em uma escala evolutiva, seus efeitos em um organismo individual são extremamente deletanãrios. Se não forem regulamentados, eles podem dar origem a  instabilidade do genoma e a várias doena§as. Na planta modelo Arabidopsis, a perda de função de um aºnico produto gaªnico identificado há30 anos, Decreased DNA Methylation I (DDM1), mostrou resultar em eventos de transposição vastos e incontrola¡veis. DDM1 éum remodelador de cromatina que ajuda a manter o DNA compactado para silenciar os TEs, mas o mecanismo subjacente de como o DDM1 silencia os TE ainda era desconhecido.

A equipe em torno do lider do grupo GMI, Franãdanãric Berger, com os co-autores Akihisa Osakabe e Bhagyshree Jamge, descreve o mecanismo molecular de ação do DDM1. Eles mostram que o DDM1 tem como alvo os TEs ligando-se a H2A.W, uma variante da histona H2A, um dos blocos de construção que revestem o DNA para formar a heterocromatina condensada e compactada. A equipe demonstra que a deposição de H2A.W por DDM1 em regiaµes de DNA ricas em TEs não éapenas necessa¡ria, mas também suficiente para remodelar a cromatina e silenciar os TEs. a‰ importante ressaltar que a equipe mostra que este mecanismo domina de longe outros mecanismos de silenciamento de TE conhecidos em Arabidopsis e que o efeito de DDM1 éespeca­fico para genes saltadores com potencial de transposição intacto, ou seja, TEs potencialmente ma³veis.

"Os transposons integram o genoma e, portanto, compartilham a cromatina com o hospedeiro. Eles podem ser vistos como inimigos escondidos nas casas. O que diferencia essas casas daquelas que hospedam genes codificadores de protea­nas? O material usado para construir essas casas édiferente: ele consagra os transposons de tal forma que eles não podem sair e se multiplicar ", diz Franãdanãric Berger. O mecanismo de silenciamento descrito não afeta fragmentos de genes saltadores que perderam sua capacidade de transpor de forma independente, nem afeta os genes codificadores de protea­nas. Franãdanãric Berger não hesita em descrever o mecanismo com algum humor: "Basicamente, a estratanãgia anã: consagrar o seu inimigo em blocos de construção feitos de material especial e manda¡-lo para o inferno!"

A associação com o inferno vem de 'Hells', o nome do orta³logo humano de Arabidopsis DDM1. Os pesquisadores propaµem uma nova classe de remodeladores de cromatina, agrupando DDM1 e Hells junto com seu orta³logo de camundongo Lsh, que eles chamam de 'DHL'. Os remodeladores da cromatina DHL mostram locais de ligação conservados para as variantes das histonas. Além disso, todos os três remodeladores foram associados a instabilidade gena´mica e doenças em seus respectivos organismos, no caso de mutações levarem a  perda de função.

DDM1 éo fator-chave na 'camuflagem' de TEs para longe da ma¡quina transcricional, utilizando blocos de construção especiais que impedem seu reconhecimento. Questionado sobre o impacto mais amplo desse novo mecanismo, Franãdanãric Berger afirma: "Os orta³logos DDM1 em mama­feros depositam o orta³logo H2A.W variante macroH2A, que tem sido implicado em várias sa­ndromes e ca¢nceres humanos. Melhor compreensão do mecanismo de ação desta classe de as protea­nas de ligação a s histonas ira£o avana§ar nossa compreensão da dina¢mica do genoma com impactos na medicina e na evolução. "

Franãdanãric Berger, que recebeu financiamento do subsa­dio "1000 Ideen" para pesquisa de alto risco do Fundo de Ciência Austra­aco (FWF), já estãoinvestigando propriedades emergentes dessas variantes de histona e remodeladores de cromatina e criando novas vias de silenciamento em leveduras com base na Arabidopsis H2A.W e DDM1.