Novo trabalho revela como as marcas epigenéticas são redefinidas especificamente no esperma

Nas plantas, como em todos os organismos de reprodução sexuada, o desenvolvimento de um embrião requer a fusão de dois gametas. Esses dois gametas, o óvulo da mãe e o esperma do pai, carregam cada um uma cópia do genoma, que juntos formam a composição genética da prole. No entanto, embora o óvulo seja essencialmente como qualquer outra célula somática da planta, o espermatozóide é altamente especializado. Perdeu a maior parte da sua maquinaria celular e o seu ADN sofreu extensas modificações.

Uma das modificações mais importantes que acontecem no genoma paterno é a reprogramação do epigenoma. O epigenoma é uma camada química que fica no topo da sequência do DNA, que controla como as informações do DNA são lidas. Embora estas marcas sejam transmitidas fielmente através da mitose à medida que as células se dividem, elas devem ser parcialmente apagadas nos gametas para permitir a criação de um organismo novo e único.

Nas células espermáticas, esse evento de reprogramação é particularmente extenso e específico. Embora a maioria das marcas seja apagada, algumas marcas em regiões específicas do genoma são retidas. Isso garante que as informações necessárias para a germinação das sementes e o estabelecimento das mudas sejam preservadas, ao mesmo tempo que permite que todas as outras marcas que especificam as características da planta sejam reorganizadas.

A forma como esse feito notável é alcançado tem sido objeto de intensa pesquisa nos últimos anos. Um novo estudo, publicado na revista Nature Plants, lança uma nova luz sobre este mecanismo, revelando como uma proteína chamada DEMETER visa especificamente e remove as marcas que devem ser apagadas.

Os pesquisadores usaram uma combinação de abordagens genéticas, moleculares e bioquímicas para mostrar que o DEMETER é especificamente recrutado para as regiões do genoma que precisam ser reprogramadas nos espermatozoides. Uma vez ali, atua como um apagador molecular, removendo as marcas que foram deixadas durante a vida da planta. Isso garante que os espermatozoides carreguem a informação epigenética correta para a próxima geração.

Este trabalho fornece uma visão crucial sobre como as plantas garantem que seus descendentes tenham o início epigenético correto na vida. Também abre novos caminhos para investigar como o epigenoma é regulado em outros organismos e como contribui para a diversidade e adaptação das plantas.

Principais descobertas

* DEMETER é um regulador chave da reprogramação epigenética em células espermáticas
* DEMETER visa e remove especificamente as marcas epigenéticas que devem ser apagadas
* Isso garante que os espermatozoides carreguem as informações epigenéticas corretas para a próxima geração