Uma nova descoberta pode reescrever os livros sobre genética

Pesquisadores descobriram uma “gramática espacial” em ADN Isto redefine o papel dos factores de transcrição na regulação genética, impactando a nossa compreensão das alterações genéticas e doenças.

A descoberta de um novo código no ADN, conhecido como “gramática espacial”, pode ajudar-nos a descobrir o segredo por detrás da forma como a actividade genética é codificada no genoma humano.

Esta descoberta inovadora, feita por pesquisadores da Universidade Estadual de Washington e da Universidade da Califórnia, em San Diego, foi publicada na revista naturezaUm estudo recente revelou gramáticas espaciais ocultas encontradas no DNA, que há muito foram levantadas como hipóteses. Esta pesquisa pode remodelar a compreensão dos cientistas sobre a regulação genética e como as variações genéticas podem afetar a expressão genética durante o desenvolvimento ou doença.

Detecção de dependência posicional

Fatores de transcrição, proteínas que controlam quais genes são ativados ou desativados no genoma, desempenham um papel crucial nesse código. Há muito pensado que atuavam como ativadores ou repressores da atividade genética, esta pesquisa mostra que a função dos fatores de transcrição é mais complexa.

“Ao contrário do que você encontrará nos livros didáticos, os fatores de transcrição que atuam como verdadeiros ativadores ou repressores são surpreendentemente raros”, disse Sascha Dutke, professor assistente da Universidade Estadual de Washington, que liderou a maior parte da pesquisa na Escola de Biociências Moleculares em da Faculdade de Medicina Veterinária.

Em vez disso, os cientistas descobriram que a maioria dos estimulantes também pode atuar como inibidores.

“Se você remover o ativador, sua hipótese é que você perde a ativação”, disse Baylee McDonald, estudante de graduação da Universidade Estadual de Washington que fez parte da equipe de pesquisa. “Mas isso só foi verdade em 50% a 60% dos casos. , então sabíamos que havia um erro.

Olhando mais de perto, os pesquisadores descobriram que a função de muitos fatores de transcrição é altamente dependente da posição.

Os pesquisadores descobriram que a distância entre os fatores de transcrição e sua localização em relação ao local onde a transcrição do gene começa determina o nível de atividade do gene. Por exemplo, os factores de transcrição podem activar a expressão genética quando colocados a montante, ou em frente do local onde a transcrição de um gene começa, mas inibir a sua actividade quando colocados a jusante, ou para além do local onde a transcrição de um gene começa.

“É o espaçamento, ou ‘ambiente’, que determina se um determinado fator de transcrição atua como ativador ou repressor”, disse Dutke. “Isso mostra que, assim como aprender um novo idioma, para aprender como os padrões de expressão genética são codificados em nosso genoma, precisamos entender suas palavras e regras gramaticais.”

Implicações para a pesquisa genética

Christopher Penner, professor assistente da Universidade da Califórnia, em San Diego, espera que, ao incorporar as “regras espaciais” recentemente descobertas, os cientistas sejam capazes de obter uma compreensão mais profunda de como as mutações ou variações genéticas afetam a expressão genética e contribuem para doenças.

“As aplicações potenciais desta tecnologia são enormes e, no mínimo, mudará a forma como os cientistas estudam a expressão genética”, disse Benner.

Referência: “Função dependente da posição de fatores de transcrição específicos da sequência humana” por Sascha H. Dutke, Carlos Guzman, Max Zhang, Nathaniel B. delos Santos, Billy R. McDonald, Jia Li Shi, Aaron F. Karlin, Sven Heinz, e Christopher Penner, 17 de julho de 2024. natureza.
doi: 10.1038/s41586-024-07662-z