Moléculas chamadas endosiRNAs nos ajudam a evitar o caos genético, de acordo com um novo estudo de uma equipe do Instituto Babraham. Muito do genoma humano contém pedaços de DNA chamados transposons, uma forma de parasita genético. Quando ativo, os transposons podem danificar os genes, por isso é importante mantê-los inativos. No início do ciclo de vida humano, controlar os transposons é particularmente difícil. Esta última pesquisa, publicado hoje em Célula-tronco celular revela como os endosiRNAs mantêm nossos genes seguros durante esta fase vulnerável.

Transposons, também chamados de elementos transponíveis, são vírus antigos que se tornaram uma parte permanente de nossos genes. Cerca de metade do genoma humano é feito de transposons, muitos estão danificados, mas alguns podem se tornar ativos. Os transposons ativos podem ser prejudiciais porque se movem pelo genoma. Quando os transposons se movem, eles podem danificar os genes, levando a doenças genéticas e desempenhando um papel em alguns tipos de câncer.

Marcadores químicos no DNA chamados metilação podem manter os transposons inativos. As células costumam usar metilação para inativar pedaços de DNA, sejam eles genes ou transposons. Ainda, em cada nova geração, a maioria das metilação é temporariamente apagada e renovada por um processo denominado reprogramação epigenética. Isso significa que, durante a produção de espermatozoides e óvulos, há um curto período de tempo em que as metilação não controlam a atividade do transposon, deixando-os livres para danificar genes e embaralhar o DNA.

As novas descobertas mostram que os transposons tornam-se ativos quando as células apagam a metilação do DNA e são desligados pelo sistema de endosiRNA. Assim como genes ativos, transposons ativos produzem mensagens na forma de moléculas de RNA, que têm muitas semelhanças com o DNA. O estudo revela que as células podem detectar essas mensagens de RNA transposon e usá-las para criar pequenos RNAs de interferência endógenos específicos (endosiRNAs). Os endosiRNAs agem então como uma armadilha, permitindo que uma proteína chamada Argonaute2 (Ago2) busque e destrua as mensagens do transposon antes que causem qualquer dano.

Falando sobre o autor principal da pesquisa no artigo, Dra. Rebecca Berrens, disse:"A reprogramação epigenética desempenha um papel vital na limpeza do genoma no início do desenvolvimento, mas deixa nossos genes vulneráveis. Compreender a corrida armamentista entre nossos genes e a atividade do transposon tem sido uma questão de longa data na biologia molecular. Esta é a primeira evidência de que os endosiRNAs moderam a atividade do transposon durante a desmetilação do DNA. Os endosiRNAs fornecem uma primeira linha de defesa contra os transposons durante a reprogramação epigenética. "

Os efeitos dos transposons ativos variam, muitas vezes eles não têm efeito, apenas ocasionalmente eles irão alterar um gene importante. Ainda, transposons podem afetar quase qualquer gene, potencialmente levando a diferentes tipos de doenças genéticas. Estudando o controle de transposons, adiciona à nossa compreensão das muitas maneiras como eles podem impactar a saúde humana.

Os transposons ficam dentro dos genes e são lidos na direção oposta ao gene circundante. É esse arranjo que permite às células identificar mensagens de RNA de transposons. Mensagens de RNA lidas do mesmo pedaço de DNA em direções opostas são complementares, o que significa que eles podem se juntar para formar uma estrutura chamada RNA de fita dupla (dsRNA), que inicia a criação de endosiRNAs.

Cientista sênior no papel, Professor Wolf Reik, Chefe do Laboratório de Epigenética do Instituto Babraham, disse:"Os transposons constituem uma grande parte do nosso genoma e mantê-los sob controle é vital para a sobrevivência. Se não for controlada, sua capacidade de se mover pelo genoma pode causar extensos danos genéticos. Compreender os transposons nos ajuda a entender o que acontece quando eles tornar-se ativo e se há algo que possamos fazer para evitá-lo. "

Grande parte dessa pesquisa foi realizada com células-tronco embrionárias cultivadas em laboratório, que tinha sido geneticamente modificado para não ter metilação de DNA. A reprogramação epigenética natural acontece nas células germinativas primordiais, as células que produzem espermatozóides e óvulos, mas estes são mais difíceis de estudar. Os pesquisadores usaram células germinativas primordiais para verificar os principais resultados de seu estudo de células-tronco.