Usando supercomputadores, pesquisadores da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) descobriram como os cromossomos X dos mamíferos se dobram e se desativam durante o desenvolvimento. As suas descobertas, publicadas na *Nature*, fornecem informações sobre como a expressão genética é controlada no embrião inicial e podem ajudar a compreender os mecanismos subjacentes às doenças genéticas ligadas ao X.
Durante o desenvolvimento embrionário inicial, um dos dois cromossomos X em fêmeas de mamíferos é inativado aleatoriamente, um processo conhecido como inativação do X. Isso garante que homens e mulheres tenham a mesma dosagem de genes ligados ao X. A inativação do X é um processo complexo que envolve várias etapas, incluindo o revestimento do cromossomo X inativo com uma nuvem de moléculas de RNA conhecidas como transcrição específica do X inativo (XIST).
“O XIST é um elemento-chave na inativação do X, mas a forma como se espalha ao longo do cromossoma para silenciar os genes permanece indefinida”, disse a professora Ana Pombo, que liderou a investigação. "Usamos uma combinação de simulações de supercomputação e dados experimentais para investigar os mecanismos subjacentes à propagação do XIST e ao dobramento dos cromossomos durante a inativação do X."
Os pesquisadores usaram supercomputadores para simular as interações entre o XIST e o DNA do cromossomo X. Suas simulações revelaram que o XIST se espalha ao longo do cromossomo formando alças que aproximam regiões distantes do DNA. Este processo de looping ajuda a silenciar os genes, evitando que sejam transcritos em RNA.
Os pesquisadores também descobriram que a propagação do XIST é facilitada pelo dobramento tridimensional do cromossomo X. O cromossomo X forma uma estrutura compacta que permite ao XIST atingir de forma rápida e eficiente todas as regiões do cromossomo.
“Nossas descobertas fornecem uma nova compreensão de como o cromossomo X se dobra e se desativa durante o desenvolvimento”, disse Pombo. “Isso pode ter implicações para a compreensão dos mecanismos subjacentes às doenças genéticas ligadas ao X, como a síndrome de Rett e a síndrome do X frágil, que são causadas por mutações em genes localizados no cromossomo X”.
Os pesquisadores planejam continuar suas investigações sobre a inativação do X e o dobramento dos cromossomos usando uma combinação de simulações de supercomputadores e abordagens experimentais. Eles esperam que o seu trabalho conduza a novos conhecimentos sobre os mecanismos que controlam a expressão genética durante o desenvolvimento e a doença.
