p Embora nosso genoma contenha um vasto repertório de genes que são responsáveis ​​por praticamente todos os processos celulares e de desenvolvimento que a vida exige, é a dança complexa de regular sua expressão que é vital para que os programas genéticos sejam executados com sucesso. Os genes devem ser ligados e desligados em momentos apropriados ou, em alguns casos, nunca foi ligado ou desligado. p A metilação - a adição de marcadores químicos ao DNA - normalmente reduz a expressão de genes metilados. Em muitos casos, A metilação do DNA pode ser considerada como um obstáculo em um gene. Quanto mais metilado é um gene, menos provável é que esteja ativo. Essas demarcações genéticas são essenciais para garantir que os genes envolvidos em determinados estágios de desenvolvimento estejam ativos no momento certo, por exemplo. A metilação é essencial para o funcionamento celular adequado, e sua desregulação está associada a doenças, como o câncer em humanos. Apesar de sua importância, pouco se sabe sobre como os padrões críticos de metilação são herdados ou mantidos. Mary Gehring, membro do Instituto Whitehead, e seu laboratório identificaram um mecanismo importante para manter a metilação, que quando interrompido, resulta na desmetilação de grandes seções do genoma da planta Arabidopsis. O trabalho deles é descrito esta semana no jornal Nature Communications .

p Usando um gene incomum na planta Arabidopsis, Gehring está separando os mecanismos que sustentam a metilação. Ao quebrar o "circuito" deste gene único, Gehring e Ben Williams, uma pesquisadora de pós-doutorado em seu laboratório, ganharam insights importantes sobre como a metilação é mantida, incluindo uma descoberta surpreendente de que a metilação previamente apagada pode ser restaurada em certas circunstâncias.

p A fim de compreender melhor a herdabilidade da metilação, Gehring e Williams observaram atentamente uma anomalia, o gene ROS1 em plantas Arabidopsis, que codifica uma proteína que remove a metilação de seu próprio gene, bem como de outros. Anteriormente, Gehring e Williams determinaram que a metilação de ROS1 realmente funciona de maneira totalmente oposta ao paradigma existente - ao contrário da maioria dos genes, quando uma pequena seção deste gene é metilada, o gene é realmente ativado em vez de inativado. Por outro lado, se é metilado, o gene está ativado. Como resultado, ROS1 pode atuar como um reostato para o genoma de Arabidopsis:à medida que a metilação aumenta, ROS1 liga e começa a remover grupos metil, e conforme a metilação diminui, ROS1 desliga e reduz sua atividade desmetilante.

p Na pesquisa atual, Williams alterou a metilação em ROS1 para que sua atividade fosse desacoplada dos níveis de metilação no genoma, a fim de ver quais efeitos tal mudança teria na metilação em todo o genoma. Quando ele analisou a metilação das plantas, foi confuso. A metilação foi perdida em todo o genoma e diminuiu progressivamente nas gerações subsequentes, exceto em uma parte específica do genoma chamada heterocromatina - áreas genômicas que são fortemente reprimidas. Interessantemente, Williams descobriu que, apesar da alteração do circuito regulador ROS1, essas seções heterocromáticas do genoma na verdade recuperam sua metilação e se aproximam da metilação total na quarta geração - o mesmo ponto de tempo em que o resto do genoma perdeu muito de sua metilação.

p Os pesquisadores determinaram que o circuito ROS1 que eles descobriram é importante para a homeostase da metilação porque causa a perda hereditária da metilação quando interrompido. E ainda assim a metilação retorna em alguns locais, embora não imediatamente, sugerindo que Arabidopsis lista vários mecanismos para manter a homeostase da metilação. Gehring e Williams estão intrigados com esse atraso na remetilação e estão trabalhando para identificar sua causa, bem como outros mecanismos que também podem estar em funcionamento regulando esse processo crítico.