Vírus antigos ajudam a ligar e desligar genes em nosso DNA, aponta estudo
Novo estudo destaca a importância do DNA adquirido de vírus antigos para ativação e desativação de partes do código genético humano
Uma nova pesquisa destaca a importância do DNA adquirido de vírus antigos, que desempenha um papel crucial na ativação e desativação de partes do código genético humano. O estudo revela que quase 50% do genoma humano é composto por segmentos conhecidos como elementos transponíveis (ETs), comumente referidos como “genes saltadores“, uma vez que têm a capacidade de se mover pelo genoma.
Esses ETs incluem vestígios de vírus ancestrais que se integraram nos genomas de nossos antepassados e foram transmitidos ao longo de milhões de anos. Durante décadas, após a descoberta dos ETs, cientistas consideraram essas sequências como “DNA lixo”, supostamente sem função. No entanto, os resultados deste novo estudo, publicados em 18 de julho na revista Science Advances, desafiam essa concepção.
Contrariamente à ideia de que essas sequências eram fósseis sem função, a pesquisa sugere que esses trechos aparentemente inativos do DNA podem ser essenciais para a regulação da expressão gênica, especialmente durante o desenvolvimento inicial. Hiromi Nakao-Inoue, coautora do estudo e coordenadora de pesquisa no Instituto para o Estudo Avançado da Biologia Humana da Universidade de Quioto, declarou: “Nosso genoma foi sequenciado há muito tempo, mas a função de muitas de suas partes continua desconhecida. Os elementos transponíveis são considerados importantes na evolução do genoma, e sua importância deve se tornar mais clara à medida que a pesquisa continuar avançando.”
Segundo o portal Live Science, os ETs foram considerados “lixo” porque pareciam irrelevantes para a produção de proteínas, as moléculas fundamentais para a construção e manutenção celular. Embora os genes carreguem os projetos para as proteínas, esses elementos repetitivos e transponíveis eram frequentemente descartados como DNA “não funcional”.
Recentemente, no entanto, evidências começaram a surgir indicando que esses segmentos repetitivos desempenham um papel significativo na regulação gênica. Por exemplo, seus códigos são frequentemente utilizados para produzir RNA não codificante, uma molécula que pode atuar sobre outros genes, diferenciando células e regulando o crescimento embrionário.
A utilização da técnica CRISPR facilitou investigações mais detalhadas sobre os elementos transponíveis. Esta ferramenta famosa de edição gênica permite que os cientistas examinem como os ETs influenciam a estrutura da cromatina — a combinação de DNA e proteínas que forma os cromossomos — além de reativar a atividade gênica de um embrião após a fertilização.
No novo estudo, os pesquisadores focaram em uma família específica de ETs denominada MER11, que pertence a uma classe maior desses elementos que se inseriram nos genomas dos primatas há cerca de 40 milhões de anos. Os cientistas classificaram as sequências dentro da família MER11 com base em suas relações evolutivas, resultando em quatro subgrupos: MER11_G1 (o mais antigo) até MER11_G4 (o mais jovem).
Para avaliar o impacto desses ETs nas células, quase 7.000 sequências foram inseridas em células cultivadas em laboratório. As sequências, extraídas de humanos e outros primatas, foram introduzidas em células-tronco e células neurais em estágio inicial, cujas atividades gênicas foram então analisadas.
Resultados
Os resultados mostraram que os membros mais jovens da família MER11 — MER11_G4 — apresentavam uma forte capacidade de ativar genes. Essas sequências possuíam locais únicos de ligação para fatores de transcrição, que são motivos de DNA essenciais para o desenvolvimento e atuam como plataformas para proteínas reguladoras da expressão gênica.
Além disso, variações sutis nas sequências MER11_G4 foram observadas entre humanos, chimpanzés e macacos-prego, com essas diferenças alterando os efeitos regulatórios das sequências entre as espécies.
Cristina Tufarelli, geneticista do Centro de Pesquisa em Câncer da Universidade de Leicester e não envolvida no estudo, comentou sobre o trabalho: “O estudo destaca o quanto ainda há para aprender com a sequência do genoma. Especialmente quando se trata de repetições semelhantes a vírus cujas variedades entre e dentro das famílias foram amplamente negligenciadas.”
Tufarelli também ressaltou que essa pesquisa abre várias possibilidades para investigações futuras. “A abordagem poderia ser aplicada a qualquer elemento transponível com potencial para ajudar a obter um conhecimento mais profundo sobre outros elementos com funções regulatórias potenciais”, afirmou. Ela sugeriu que experimentos futuros poderiam envolver a deleção de certas partes dos ETs utilizando CRISPR para elucidar seus papéis na regulação da expressão gênica em condições normais e patológicas.
