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Cientistas e colaboradores do Instituto Van Andel identificaram uma parte fundamental de um mecanismo que anota a informação genética antes de esta ser passada dos pais para os filhos.
As descobertas, publicadas hoje na revista Avanços da Ciência, lançam uma nova luz sobre a impressão genômica, um processo biológico fundamental no qual um gene de um dos pais é desligado enquanto a cópia do outro pai permanece ativa. Erros na impressão estão ligados a uma série de doenças, como a doença rara, síndrome de Silver-Russell, juntamente com certos tipos de câncer e diabetes.
“A impressão adequada é crucial para a saúde ao longo da vida, mas, apesar da sua importância, ainda não temos uma compreensão completa dos factores que regulam este processo vital”, disse a professora associada do VAI Piroska Szabó, Ph.D., autora correspondente do estudo. “Nossas descobertas revelam um mecanismo de RNA que governa o estabelecimento do imprinting e esclarece por que ele difere entre pais e mães”.
Nossa informação genética está codificada no DNA, uma molécula longa e sinuosa que é compactada para formar 23 pares de cromossomos, metade dos quais vem do pai e a outra metade da mãe. O esperma e os óvulos contêm apenas 23 cromossomos únicos – metade do material genético necessário para a vida. Durante a fertilização, cada um contribui com sua metade, resultando em um zigoto com um conjunto completo de 23 pares de cromossomos.
Mas nem todas as instruções do DNA são necessárias ao mesmo tempo ou nos mesmos lugares. É aí que entra a epigenética. Os mecanismos epigenéticos anotam o ADN com marcadores químicos especiais chamados grupos metilo, que dizem a certos genes quando devem estar activos e quando devem permanecer silenciosos – tudo sem alterar a sequência do próprio ADN.
A impressão ocorre quando grupos metil são adicionados a certos genes durante a formação do esperma ou do óvulo. Isto, por sua vez, é importante para determinar qual cópia parental desse gene é expressa na prole.
Para compreender melhor os processos que governam a impressão, Szabó e colegas concentraram-se numa região de controlo da impressão no ADN que regula a IGF2 gene. IGF2 desempenha papéis importantes no crescimento fetal e só está ativo no cromossomo herdado do pai. Pouca metilação no IGF2 região de controle em humanos pode resultar na síndrome de Silver-Russell, que é marcada pela redução do crescimento e aumento do risco de doenças metabólicas.
“Se o IGF2 Se a região de controle de impressão do gene do pai não for metilada, pode resultar em doença”, disse Szabó.
Usando modelos genéticos e sequenciamento genético aprofundado, a equipe descobriu que a metilação do IGF2 A região de controle no DNA herdado paternalmente é governada por um processo subjacente baseado em RNA na linha germinativa masculina.
“Descobrimos anteriormente que o RNA passa de forma semelhante por outros domínios impressos marcados pelo pai nas células germinativas masculinas, sugerindo que esse mesmo processo é geralmente verdadeiro para o imprinting paterno”, disse Szabó. “Esses resultados sugerem um processo de aplicação mais ampla, o que é estimulante e precisará ser confirmado em estudos subsequentes”.
Outros autores incluem Ji Liao, Ph.D., Zhen Fu, Ph.D., Ivan VanderKolk, Brianna M. Busscher e Kin H. Lau, Ph.D., do VAI; Sangmin Song do Centro de Câncer City of Hope; e Samuel Gusscott, Ph.D., e Julie Brind’Amour, Ph.D., da Université de Montréal.
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