Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada pela Universidade de Durham, no Reino Unido, descobriu maneiras anteriormente desconhecidas pelas quais a natureza codifica informações biológicas em uma sequência de DNA, decifrando o código mecânico do DNA.
A equipe usou uma técnica de sequenciamento de DNA de última geração chamada loop-seq, que eles desenvolveram, para demonstrar que a sequência específica de bases ao longo de uma seção de DNA determina a dobrabilidade local da molécula.
Por meio de um grande número de medições, juntamente com análise computacional e machine learning, eles determinaram o código mecânico, ou seja, o mapeamento entre a sequência local e a deformabilidade local do DNA.
Além disso, os pesquisadores descobriram que o código mecânico do DNA pode ser modificado por ‘metilação’, que é uma modificação química conhecida a que as bases do DNA estão rotineiramente sujeitas em vários estágios do desenvolvimento de um organismo. A metilação aberrante tem sido associada a vários tipos de câncer.
A descoberta de que a metilação altera o código mecânico apresenta a possibilidade de que programas de desenvolvimento biológico, ou doenças como o câncer, possam estar alcançando parte de seus efeitos nas células alterando as informações codificadas pelo código mecânico.
A pesquisa foi realizada em conjunto com colegas da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, do Instituto de Ciência e Tecnologia de Barcelona, na Espanha, e da Universidade de Barcelona, na Espanha. Foi publicado na revista Nature Structural & Molecular Biology.
O principal autor do estudo, Dr. Aakash Basu, da Universidade de Durham, disse: “O DNA é um livro que contém instruções de que as células precisam para sobreviver. Mas é um tipo de livro muito especial, onde sua capacidade de virar uma página, reparar um rasgo na página ou dobrar uma página depende das palavras escritas na página. Isso ocorre porque no livro do DNA, essas palavras de alguma forma também controlam as propriedades mecânicas do papel.”
Eles apontam que é bem conhecido que ler, copiar, empacotar e reparar a informação genética armazenada na sequência de bases (os As, Ts, Gs e Cs) ao longo do DNA rotineiramente envolve processos que requerem deformações mecânicas locais do DNA .
Os pesquisadores fornecem evidências de que em diversos organismos, desde mamíferos a bactérias, a natureza e a evolução aproveitaram o código mecânico para controlar localmente a deformabilidade do DNA e, por sua vez, controlar processos biológicos críticos que requerem distorções mecânicas do DNA.
Os pesquisadores esperam que esse conhecimento guie futuros desenvolvimentos terapêuticos e de bioengenharia.
Publicado em 15/01/2023 10h05
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