Novas idéias sobre um processo que protege o desenvolvimento de espermatozóides de danos em embriões em crescimento, lança luz sobre como a informação genética passa, ininterruptamente, por gerações.
O estudo identificou uma proteína, conhecida como SPOCD1, que desempenha um papel fundamental na proteção dos precursores em estágio inicial do esperma, conhecidos como células germinativas, contra danos em um embrião em desenvolvimento.
Durante seu desenvolvimento, as células germinativas passam por um processo de reprogramação que as deixa vulneráveis a genes nocivos, conhecidos como genes saltadores, que podem danificar seu DNA e levar à infertilidade.
“A reprogramação é essencial para o desenvolvimento correto das células germinativas em embriões, mas as deixa temporariamente vulneráveis a um subconjunto de seus próprios genes, conhecidos como genes saltadores, que ameaçam o caos genético”. explica o principal autor do estudo, o professor Dónal O’Carroll da Universidade de Edimburgo.
Evitar esse dano permite que as células germinativas se tornem o conjunto de células auto-renovadoras que produzem espermatozóides saudáveis ao longo da vida adulta.
As células germinativas são o elo vital entre as gerações, mas precisam de estratégias únicas para proteger as informações genéticas que carregam, para que possam ser transmitidas com sucesso dos pais para os filhos.
A equipe, liderada por pesquisadores da Universidade de Edimburgo, estudou o desenvolvimento de células germinativas em embriões de camundongos para entender o caminho biológico que os protege dos genes saltadores.
O estudo é o primeiro a revelar o papel da proteína SPOCD1, que ajuda a recrutar etiquetas químicas protetoras, conhecidas como metilação do DNA, para desativar os genes saltadores.
Os cientistas há muito tempo se perguntam como as células germinativas escapam dos danos durante o processo de reprogramação, pois limpe temporariamente sua lista genética das etiquetas de proteção existentes.
“A identificação do SPOCD1 finalmente abre as portas para uma investigação mais aprofundada, que dará uma compreensão mais elaborada desse processo indescritível e da fertilidade masculina”. diz O’Carroll.
Testes em camundongos machos revelaram que a perda dessa proteína leva à infertilidade porque o processo de metilação do DNA não ocorre corretamente, permitindo que os genes saltadores danifiquem o DNA dos espermatozóides em desenvolvimento.
Os genes saltadores compõem mais da metade do nosso DNA e se movem pelo genoma, controlando como nossos genes são usados. Mas sua atividade precisa ser cuidadosamente regulada para evitar que causem danos.
A equipe descobriu que a linha secreta de defesa dos espermatozóides iniciais é ativada quando o SPOCD1 se liga a outra proteína, conhecida como MIWI2, que já é conhecida por ter um papel no silenciamento dos genes de salto.
Estudos anteriores revelaram que a proteína MIWI2 está ligada a pequenas moléculas, conhecidas como piRNAs, que desempenham um papel fundamental na desativação de genes saltadores por meio da metilação do DNA.
“Nossos resultados fornecem as primeiras idéias mecanicistas de um processo que é fundamental para o desenvolvimento das células espermáticas e sua integridade genética”, diz O’Carroll.
As descobertas não apenas explicam a parte que falta do quebra-cabeça que permite que o esperma em desenvolvimento escape de uma morte precoce, mas também podem fornecer informações sobre certas formas de infertilidade.
O estudo, publicado na Nature, foi financiado pelo Wellcome e pelo programa Horizonte 2020 da União Europeia. Também envolveu pesquisadores das universidades de Cambridge, Paris e Berlim.
Publicado em 19/07/2020 09h21
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