p Pesquisadores do Instituto Wistar descobriram novos aspectos da organização tridimensional do genoma, especificamente como o material genético é compactado e descompactado em tempo hábil durante as diferentes fases do ciclo celular. Este estudo foi publicado em Nature Structural &Molecular Biology . p "Estamos apenas começando a perceber que a maneira como nosso genoma está espacialmente organizado em nossas células tem um impacto profundo em sua função, "disse o autor principal do estudo Ken-ichi Noma, Ph.D., professor associado do Programa de Expressão e Regulação Gênica da Wistar. "Decifrar a estrutura tridimensional da cromatina é essencial para compreender funções-chave como a transcrição, Replicação e reparo de DNA. "

p A informação genética contida dentro de cada uma de nossas células é codificada por vários metros de moléculas de DNA. Essa enorme quantidade de material genético é compactada em um espaço microscópico, dobrando-o em um complexo altamente organizado de DNA e proteínas chamado cromatina. Embora já significativamente compactado, a cromatina precisa ser ainda mais condensada após a entrada na mitose, o processo que divide cada célula em duas células idênticas, a fim de segregar fielmente o material genético. Assim como empacotamos pertences domésticos em caixas menores quando nos mudamos para uma nova casa, é mais fácil mover e dividir o DNA na forma de cromossomos compactados. Este processo é conhecido há várias décadas, no entanto, os mecanismos moleculares subjacentes que governam a condensação e a desacondensação da cromatina ainda estão mal definidos.

p O laboratório Noma estudou extensivamente os mecanismos de organização do genoma usando a levedura de fissão como organismo modelo porque compartilha algumas características importantes com as células humanas, embora tenha um genoma muito menor.

p Noma e seus colegas descreveram anteriormente como dois complexos de proteínas chamados condensina e coesina medeiam a formação de estruturas organizadoras do genoma funcionais chamadas de domínios topológicos, estabelecendo contatos que aproximam regiões distantes do DNA. Especificamente, a coesina medeia os contatos locais, formando pequenos domínios de cromatina topológicos, enquanto a condensina impulsiona os contatos de longo alcance, organizando domínios maiores.

p No novo estudo, o laboratório aplicou metodologia genômica semelhante para dissecar a condensação e desacondensação da cromatina em domínios topológicos ao longo do tempo, seguindo a formação e decadência dos contatos da cromatina ao longo das diferentes fases do ciclo celular. Eles descobriram que os domínios maiores mediados pela condensina são formados durante a mitose, enquanto o menor, os domínios locais mediados pela coesina permanecem estáveis ​​ao longo de todo o ciclo.

p "Ao contrário do que geralmente se presumia na área, descobrimos que a condensação e a desacondensação dos domínios da cromatina acontecem muito gradualmente e as células oscilam suavemente entre os estados de cromatina mais e menos condensados, "disse o primeiro autor do estudo Hideki Tanizawa, Ph.D., um cientista associado da equipe do laboratório Noma.

p Alterações nas estruturas tridimensionais do genoma estão ligadas a doenças genéticas e câncer, apresentando um exemplo poderoso de como os processos celulares básicos são relevantes para a doença. "O campo ainda está em uma fase inicial de descoberta, mas nosso estudo adiciona novos insights sobre um processo biológico fundamental que pode auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas no futuro, "adicionou Noma.