.
Uma pesquisa conjunta internacional liderada por Akihisa Osakabe e Yoshimasa Takizawa da Universidade de Tóquio esclareceu os mecanismos moleculares em agriões-de-thale (Arabidopsis thaliana) pela qual a proteína DDM1 (Decreased in DNA Methylation 1) previne a transcrição de “genes saltadores”. DDM1 torna os “genes saltadores” mais acessíveis para que marcas químicas supressoras de transcrição sejam depositadas. Como uma variante dessa proteína existe em humanos, a descoberta fornece insights sobre as condições genéticas causadas por tais mutações de “genes saltadores”. As descobertas foram publicadas no periódico Comunicações da Natureza.
O DNA desembaraçado é frequentemente chamado de “corda”. Em uma célula, no entanto, ele se parece mais com uma “bola de corda”, só que os padrões de loop são muito mais complexos. A menor unidade é chamada de nucleossomo. Ele consiste em uma seção de DNA enrolada em torno de uma estrutura de proteína (histona). Transposons, genes que podem “pular” para diferentes locais no genoma, são “escondidos” em nucleossomos, o que torna difícil para a célula depositar marcas químicas que suprimem a transcrição do transposon. DDM1 é uma proteína conhecida por manter essas marcas químicas supressoras, mas não está claro como ela pode acessar os transposons quando eles estão perfeitamente “escondidos”.
“Genes saltadores são fascinantes”, diz Osakabe, o primeiro autor do artigo, “porque eles podem causar mudanças significativas no genoma, tanto boas quanto ruins. Estudar como proteínas como DDM1 gerenciam esses genes nos ajuda a entender os mecanismos básicos da vida e pode ter aplicações práticas importantes.”
Os pesquisadores usaram microscopia crioeletrônica, uma técnica capaz de gerar imagens em escalas quase atômicas. Isso permitiu que eles observassem a estrutura da proteína DDM1 e do DNA dentro do nucleossomo.
“Ficamos muito animados em ver as estruturas detalhadas do DDM1 e do nucleossomo”, lembra Osakabe. “Uma das surpresas foi como o DDM1 abre o nucleossomo. Foi desafiador capturar essas estruturas, mas ver os resultados fez todo o trabalho duro valer a pena.”
As imagens de alta resolução mostraram as posições exatas onde o DDM1 se ligou ao DNA no nucleossomo. Como resultado, o sítio de ligação específico, que normalmente fecha o nucleossomo, ficou mais “flexível” e se abriu para permitir que marcas químicas de supressão fossem depositadas, impedindo que os transposons fossem transcritos.
Esse detalhe aparentemente pequeno pode ser o início de grandes melhorias.
“A versão humana do DDM1, chamada HELLS, funciona de forma semelhante”, diz Osakabe. “A longo prazo, essas descobertas podem levar a novos tratamentos para doenças genéticas em humanos causadas por genes semelhantes. Esse novo conhecimento também fornece insights sobre como as plantas e outros organismos controlam seu DNA, o que pode melhorar nossa capacidade de cultivar melhores safras ou desenvolver novas biotecnologias.”
.
