Uma descoberta inovadora e surpreendente fornece uma grande mudança conceitual do que é mais importante para as células:a fidelidade do processo de transcrição do DNA - copiar com precisão a mensagem do DNA em RNA, o precursor de proteínas - ou reparo de DNA, que salva cromossomos quebrados de serem perdidos. Conforme relatado no jornal Natureza , pesquisadores descobriram que no organismo modelo E. coli , a fidelidade da transcrição do DNA vem às custas do reparo do DNA.

"Se você perguntasse a um grupo de cientistas o que é mais importante para uma célula, mantendo a integridade de seu DNA contendo todas as informações genéticas do organismo, ou a fidelidade da transcrição - o processo que transcreve o DNA em RNA, que leva à síntese de proteínas - a grande maioria concorda que reparar o DNA é mais importante, "disse o autor correspondente, Dr. Christophe Herman, professor associado de genética molecular e humana e virologia molecular e microbiologia no Baylor College of Medicine. "Neste estudo, mostramos o contrário."

É bem sabido que as quebras de DNA são problemáticas para as células porque podem causar grande instabilidade nos genes da célula ou morte celular, se não for reparado corretamente. Em contraste, erros durante a transcrição são geralmente considerados menos importantes porque a transcrição é temporária, e se um estiver com defeito, as células podem fazer outro. Por estas razões, a maioria dos pesquisadores considera que o reparo de quebra de DNA superaria a transcrição para proteger a integridade do DNA, e evitar que as células percam seus cromossomos.

"Os cientistas estudam o reparo do DNA há décadas e geraram muitas informações sobre ele. Em comparação, sabemos pouco sobre a fidelidade da transcrição, "disse Herman, que também é membro do Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center. "Meu laboratório tem estudado a fidelidade da transcrição nos últimos 12 anos. Mostramos anos atrás que os erros de transcrição podem levar a alterações hereditárias. Isso nos fez pensar que a fidelidade da transcrição pode ser mais importante do que pensávamos originalmente. Neste estudo, queríamos para investigar as consequências da remoção do GreA, um fator que ajuda a garantir a fidelidade do processo de transcrição na bactéria E. coli , no reparo de quebra de DNA. "

Uma descoberta inesperada

"Depois de remover GreA, bactérias foram centenas de vezes mais eficientes em reparar danos ao DNA causados ​​por drogas que imitam a radiação, "disse a primeira autora, Dra. Priya Sivaramakrishnan, um Ph.D. aluno do laboratório Herman durante o desenvolvimento deste projeto. "As bactérias podem reparar quebras de DNA muito mais rápido quando GreA está ausente."

Para identificar como a falta de fidelidade da transcrição pode levar a um reparo mais rápido, os pesquisadores desenvolveram um novo método de sequenciamento do genoma completo, que eles chamaram de sequenciamento eXOnucleases (XO-seq), para visualizar fisicamente as diferentes etapas do reparo do DNA em células vivas. Usando este e outros métodos, os pesquisadores determinaram o mecanismo molecular pelo qual a perda de GreA promove o reparo do DNA.

A descoberta de que o fator de fidelidade da transcrição GreA impede o reparo do DNA representa uma grande mudança de paradigma no mundo do DNA, pois implica que garantir a fidelidade da transcrição adequada tem o custo de reduzir a capacidade da célula de reparar o DNA. "Isso foi completamente inesperado, "Herman disse.

"Ter um processo que ajude a transcrever DNA em RNA de alta qualidade que produzirá proteínas de alta qualidade, bactérias estão pagando um preço cem vezes maior em eficiência de reparo de DNA, "disse a coautora Dra. Susan Rosenberg, Ben F. Love Chair em Pesquisa do Câncer e professor de genética molecular e humana, de virologia molecular e microbiologia e de bioquímica e biologia molecular em Baylor. Rosenberg também é líder do Programa de Evolução do Câncer no Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center em Baylor.

"A conservação da biologia básica de ácidos nucléicos de bactérias para humanos é tremenda, "disse Rosenberg." Nossa hipótese é que esse mecanismo foi descoberto em E. coli também pode estar presente em outras células, o que teria implicações em vários campos, do câncer à evolução. "