Direção do seu DNA pode ser tão importante quanto de onde ele veio

Embora muitos cientistas já estejam indo além do DNA, nosso código genético ainda guarda muitas surpresas.
[Imagem: CC0 Public Domain/Pixabay]

Impressão genômica

Pesquisadores da Universidade de Tsukuba, no Japão, usaram camundongos geneticamente modificados para demonstrar como os mecanismos de regulação gênica podem depender de quem um alelo foi herdado - se do pai ou da mãe.

Os filhos dos mamíferos herdam duas versões, ou alelos, de cada gene, com um alelo de cada pai biológico. No entanto, a expressão do gene é rigidamente regulada e certos genes sofrem o fenômeno de "impressão genômica", que é onde apenas o alelo recebido do pai ou da mãe é expresso.

Genes impressos desempenham diversos papéis no desenvolvimento, e a interrupção de sua expressão mono-alélica pode causar doenças. Assim, é fundamental compreender os mecanismos por trás de sua regulação.

Foi por isso que Hitomi Matsuzaki e seus colegas decidiram examinar a impressão genômica de um locus genético - um gene - específico. Os experimentos ajudaram a revelar os detalhes moleculares de como esse mecanismo governa os níveis de expressão desses genes.

Região de controle impressa

A equipe se concentrou no locus do gene H19, que já se sabia ser controlado pela RCI (região de controle impressa) H19 por meio de impressão genômica. A RCI H19 paterna é modificada por metilação do DNA, enquanto o alelo RCI H19 materno não é metilado. A metilação da RCI H19 é em parte responsável por reprimir a expressão do H19. No entanto, o próprio H19 também pode ser metilado e ainda não se sabe os efeitos disso.

"Embora o mecanismo de impressão geral para o locus H19 dos camundongos esteja bem estabelecido, é menos claro como a expressão do H19 é afetada por seu próprio status de metilação," explicou Matsuzaki. "Nossos resultados anteriores sugeriram que o estado de metilação da RCI H19 é transferido direcionalmente a jusante para o H19 no embrião fertilizado pós-implantação, o que torna difícil estudar os dois isoladamente."

A equipe então formulou a hipótese de que, invertendo a RCI H19, revertendo dessa forma sua direção, eles poderiam reduzir a metilação do H19, e então criaram camundongos mutantes para testar isso.

Inesperado

Curiosamente, com a RCI de herança paterna invertida, o H19 teve menores níveis de metilação e, como resultado, foi desreprimido. No entanto, quando os mesmos experimentos foram conduzidos para a RCI de herança materna invertida, os níveis de expressão do H19 foram mais baixos em comparação com o alelo RCI não invertido, apesar de ter baixa metilação.

"Nossos resultados envolvendo o alelo herdado da mãe foram bastante inesperados, especialmente considerados os dados paternos," disse Matsuzaki. "Observamos um pouco mais de metilação de RCI no alelo invertido em comparação com o do tipo selvagem."

O estado de metilação e a direção de certas sequências de DNA podem afetar genes encontrados no locus de diferentes maneiras, e os efeitos também variam com base no genitor do qual o alelo foi herdado.

Esses resultados alteram o conhecimento atual sobre a genética e levantam questões intrigantes a serem abordadas em estudos futuros, concluiu a equipe.