Usando uma nova estratégia de amplificação e sequenciamento de uma única célula destinada a caracterizar o “danenome” de uma célula, uma equipe liderada pela Baylor College of Medicine identificou partes do genoma que parecem propensas a danos espontâneos ao DNA em células cerebrais humanas – uma análise que destacou genes de “alto dano” que podem contribuir para doenças.
“Esses genes de alto dano correspondem essencialmente ao calcanhar de Aquiles de nosso genoma, uma vez que o dano ao DNA pode não apenas causar mutações somáticas, mas danos frequentes também podem induzir mudanças epigenéticas, resultando em alterações e variações na expressão do gene”, autor sênior Chenghang Zong , um pesquisador de genética molecular e humana do BCM, disse em um e-mail.
Como eles explicaram em um artigo publicado na Science Advances na sexta-feira, ele e seus colegas criaram uma “cópia linear e amplificação do genoma inteiro baseada em divisão”, ou LCS-WGA, método para tirar vantagem dos eventos de má incorporação de base que podem ocorrem quando a amplificação do genoma inteiro é aplicada ao DNA com dano espontâneo.
Com uma etapa de pré-amplificação de cópia linear usando uma atividade de polimerase de DNA livre de revisão, seguida por uma amplificação dividida para amplificar independentemente e sequenciar cada amostra três vezes, a abordagem pareceu eliminar a maioria dos erros de amplificação falso-positivos que não resultaram de danos ao DNA.
“Porque estamos confiantes de que filtramos quase todos os erros de amplificação”, disse Zong, “sabemos que esse grande número de variantes deve ter uma fonte diferente de origens, que mais tarde confirmamos … estão associadas a danos espontâneos ao DNA.”
Os autores observaram que a abordagem é focada nos tipos de danos ao DNA que aumentam as taxas de incorporação incorreta, como danos ao DNA envolvendo citosina oxidada ou 8-oxoguanina, mas pode não detectar mudanças que não aumentem a incorporação incorreta.
Depois de validar o método em células de uma linha celular normal de mama cultivada em condições normais ou exposta a peróxido de hidrogênio, a equipe usou LCS-WGA para pesquisar variantes de nucleotídeo único relacionadas a danos, ou “damSNVs”, em dezenas de pós- neurônios mortem do córtex pré-frontal ou hipocampo de indivíduos jovens, de meia-idade ou idosos.
Nesses experimentos, os pesquisadores viram indícios de que o dano ao DNA pode ser ligeiramente maior em neurônios corticais e do hipocampo de indivíduos de meia-idade em comparação com seus homólogos mais jovens ou mais velhos, embora essa diferença damSNV não fosse estatisticamente significativa nos indivíduos considerados.
Os resultados também sugeriram que o dano espontâneo ao DNA não ocorre de maneira uniforme no genoma. Em vez disso, partes do genoma ligadas a certos genes ou funções funcionais pareciam ter perfis distintos de danos ao DNA em análises focadas no dano ao gene em relação a características genômicas tridimensionais.
Por exemplo, os pesquisadores descreveram o que chamaram de genes de “alto dano” que parecem especialmente propensos a se deteriorar – um conjunto que se sobrepõe a genes que demonstraram ter expressão alterada em amostras cerebrais de indivíduos com doença de Alzheimer ou transtorno do espectro do autismo em os estudos anteriores de sequenciamento de RNA de célula única.
Seus próprios experimentos LCS-WGA sugeriram que o dano ao DNA foi significativamente maior em neurônios individuais de amostras relacionadas ao Alzheimer, sugerindo que o damageenome pode fornecer pistas para os genes e vias funcionais que contribuem para a doença em diferentes tipos de células.
“No geral, nosso resultado lança uma nova luz sobre genes vulneráveis e vias funcionais vulneráveis no genoma humano e seus papéis potenciais em doenças humanas complexas”, disse Zong.
Publicado em 07/07/2021 13h57
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