doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.011
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#DNA
No desenvolvimento embrionário dos vertebrados, a 5-formilcitosina ativa os genes.
O professor Christof Niehrs e sua equipe do Instituto de Biologia Molecular (IMB), em Mainz, na Alemanha, identificaram uma modificação no DNA conhecida como 5-formilcitosina (5fC) como uma mudança epigenética que ativa genes durante os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário.
Essa descoberta prova, pela primeira vez, que os vertebrados têm mais de um tipo de marca epigenética de DNA e lança novas luzes sobre como os genes são regulados nas primeiras fases do desenvolvimento.
5fC é apenas a segunda modificação epigenética comprovada do DNA além da metilcitosina
Nossos corpos são compostos de trilhões de células, todas trabalhando juntas para formar um organismo funcional.
Mas cada um de nós começou como apenas uma única célula ovo fertilizada.
Para se tornar um ser humano completo, essa única célula deve se multiplicar rapidamente, formando todos os órgãos corretos nos lugares certos.
Esse processo de desenvolvimento depende da ativação de milhares de genes no momento e local exatos.
A ativação/desativação dos genes é controlada pelas chamadas modificações epigenéticas,Durante décadas, os cientistas pensaram que os vertebrados tinham apenas um tipo de modificação epigenética no DNA, chamada de metilação da citosina, que está associada ao silenciamento do gene.
Há dez anos, foram descobertas mais três modificações químicas no DNA de vertebrados, mas como elas estavam presentes apenas em quantidades muito pequenas, os cientistas não tinham certeza se eram marcas epigenéticas funcionais.
Agora, o professor Christof Niehrs e sua equipe demonstraram, pela primeira vez, que uma dessas modificações, a 5-formilcitosina, está envolvida na ativação de genes no desenvolvimento inicial.
A descoberta é significativa, pois prova que os vertebrados têm mais de um tipo de marca epigenética de DNA e revela um novo mecanismo de regulação epigenética de genes, até então desconhecido.”
Essas descobertas são um verdadeiro avanço na epigenética, pois a 5fC é apenas a segunda modificação comprovada do DNA epigenético, além da metilcitosina,”disse Niehrs, fundador e diretor científico do IMB, que foi inaugurado no campus da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) em 2011.
Investigando a 5fC em embriões de rã e camundongo
Em seu estudo, os cientistas analisaram a 5fC em embriões de rã.
Usando microscopia e cromatografia, eles descobriram que a 5fC aumenta drasticamente no início do desenvolvimento, durante uma etapa fundamental chamada ativação zigótica, quando muitos genes são ativados.
Como explicou Elftheria Parasyraki, a primeira autora do estudo: “A observação da 5fC em pontos minúsculos microscopicamente visíveis, ou cromocentros, foi empolgante.
Com base neles, suspeitamos que a 5fC deve fazer algo importante no desenvolvimento embrionário inicial.”
Para provar que a 5fC é uma marca epigenética ativadora, os cientistas manipularam geneticamente as enzimas no embrião para aumentar ou diminuir a quantidade de 5fC no DNA.
O aumento da 5fC resultou no aumento da expressão do gene, enquanto a diminuição da 5fC reduziu a expressão do gene, indicando que era de fato a presença da 5fC no DNA que ativava os genes.
Por fim, os cientistas também observaram cromocentros de 5fC em embriões de camundongo durante a ativação zigótica do gene, o que sugeriu que a 5fC provavelmente atua como uma marca epigenética ativadora tanto em mamíferos quanto em sapos.
A revelação de que a 5fC é um regulador epigenético ativador do DNA levanta muitas questões sobre como ela age exatamente e qual é o seu papel além da ativação precoce do genoma zigótico.
Estudos adicionais sobre a 5fC serão necessários para responder a essas perguntas, o que pode nos ajudar a entender melhor como nos desenvolvemos e como a regulação do gene é interrompida nas doenças.
Publicado em 22/09/2024 01h41
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