PETER DOCKRILL
23 de abril de 2018
Pela primeira vez, os cientistas identificaram a existência de uma nova estrutura de DNA nunca antes vista em células vivas.
A descoberta do que é descrito como um “nó torcido” de DNA em células vivas, confirma que nosso complexo código genético é trabalhado com uma simetria mais complexa do que apenas a estrutura de dupla hélice que todos associam ao DNA – e as formas que essas variantes moleculares afetam como nossa biologia funciona .
“Quando a maioria de nós pensa em DNA, pensamos na dupla hélice”, diz o pesquisador de anticorpos terapêuticos Daniel Christ, do Instituto Garvan de Pesquisa Médica, na Austrália.
“Esta nova pesquisa nos lembra que estruturas de DNA totalmente diferentes existem – e poderiam ser importantes para nossas células.”O novo componente de DNA identificado pela equipe é chamado de estrutura de “motivo intercalado” (i-motif), descoberta pelos pesquisadores na década de 1990 , mas até agora só tinha sido testemunhada in vitro , não em células vivas.
Agora, graças à equipe de Christ, sabemos que o motivo intercalado ocorre naturalmente nas células humanas, significando que a importância da estrutura para a biologia celular – que já foi questionada anteriormente, dado que ela só foi demonstrada em laboratório – exige nova atenção dos pesquisadores. .
(Zeraati et al., Nat Chem, 2018)
Se a sua única familiaridade com as formas de DNA é a espiral helicoidal dupla, tornada famosa por Watson e Crick, a configuração do motivo intercalado pode ser uma surpresa.
“O i-motif é um ‘nó’ de quatro filamentos de DNA”, explica o genomalista Marcel Dinger , que liderou a pesquisa.
“Na estrutura do nó, letras C [citosina] na mesma cadeia de DNA se ligam – então isso é muito diferente de uma hélice dupla, onde ‘letras’ em cadeias opostas se reconhecem, e onde Cs se liga a Gs [ guaninas]. ”
De acordo com Mahdi Zeraati de Garvan, o primeiro autor do novo estudo, o i-motif é apenas uma das várias estruturas de DNA que não tomam a forma de dupla hélice – incluindo A-DNA, Z-DNA, triplex DNA e Cruciform DNA – e que também pode existir em nossas células.
Outro tipo de estrutura de DNA, chamado DNA G-quadruplex (G4), foi visualizado pela primeira vez por pesquisadores em células humanas em 2013 , que fizeram uso de um anticorpo manipulado para revelar o G4 dentro das células.
No novo estudo, Zeraati e colegas pesquisadores empregaram o mesmo tipo de técnica, desenvolvendo um fragmento de anticorpo (chamado iMab) que poderia especificamente reconhecer e se ligar a motivos i.
Ao fazê-lo, destacou sua localização na célula com um brilho imunofluorescente.
Impressão do artista, sobreposta na imagem do anticorpo iMab (verde) no núcleo das células (Chris Hammang)
“O que mais nos excitou é que pudemos ver os pontos verdes – os motivos i – aparecendo e desaparecendo ao longo do tempo, por isso sabemos que eles estão se formando, se dissolvendo e se formando novamente”, diz Zeraati .
Embora ainda haja muito o que aprender sobre o funcionamento da estrutura do i-motif, as descobertas indicam que os transitórios i-motifs geralmente se formam tarde no “ciclo de vida” de uma célula – especificamente chamada fase G1 tardia , quando o DNA está sendo “lido” ativamente .
Os motivos i também tendem a aparecer nas regiões conhecidas como “promotoras” – áreas de DNA que controlam se os genes são ativados ou desativados – e nos telômeros , marcadores genéticos associados ao envelhecimento.
“Achamos que o ir e vir dos i-motivos é uma pista para o que eles fazem”, diz Zeraati .
“Parece provável que eles estejam lá para ajudar a ligar ou desligar genes, e para afetar se um gene é lido ativamente ou não.”
Agora que sabemos definitivamente que essa nova forma de DNA existe nas células, isso dará aos pesquisadores um mandato para descobrir exatamente o que essas estruturas estão fazendo dentro de nossos corpos.
Como Zeraati explica, as respostas podem ser realmente importantes – não apenas para o motivo i, mas também para DNA-A, DNA-Z, DNA triplex e DNA cruciforme.
“Essas conformações de DNA alternativas podem ser importantes para que as proteínas da célula reconheçam sua sequência cognata de DNA e exerçam suas funções regulatórias”, explicou Zeraati ao ScienceAlert.
“Portanto, a formação dessas estruturas pode ser de extrema importância para a célula funcionar normalmente. E qualquer aberração nessas estruturas pode ter consequências patológicas.”
Os resultados são relatados na Nature Chemistry.
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