Um código molecular sintético denominado 'Bi-PIP' foi desenvolvido e inclui um inibidor de um bromodomínio leitor epigenético e poliamidas pirrol-imidazol de ligação seletiva ao DNA. O Bi-PIP escreveu um código epigenético biomimético emulando o processo natural de acetilação da histona sobre um nucleossomo alvo e ligou genes precisos dentro de células vivas. Crédito:SaiPadma Priya
Uma equipe de pesquisadores no Japão desenvolveu um código molecular sintético para fazer o script da ativação do gene. O processo, descrito no Jornal da American Chemical Society , pode levar a futuras terapias baseadas em genes para uma ampla gama de doenças.
Em particular, o código pode ajudar a combater mutações epigenéticas, que mudam a forma como os genes se expressam e podem desempenhar um papel crítico em doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson, Doença de Alzheimer, e esclerose múltipla.
Ganesh Pandian Namasivayam e Hiroshi Sugiyama, do Instituto de Ciências Integradas de Material Celular da Universidade de Kyoto, e seus colegas fabricaram um código molecular que imita um processo-chave que ativa os genes no corpo. O código tem como alvo histones, as proteínas responsáveis por empacotar o DNA para que se encaixe no núcleo da célula.
Uma fita de DNA desenrolada teria cerca de dois metros de comprimento. Para caber dentro das células, O DNA está fortemente envolvido em torno das histonas. Quando as histonas passam por um processo químico chamado acetilação, um grupo acetil é adicionado a parte de sua estrutura. Isso afrouxa o apego do DNA às proteínas, o que leva à ativação do gene.
Os cientistas têm pesquisado maneiras de influenciar a acetilação das histonas a fim de manipular a ativação do gene, mas os métodos atuais têm suas deficiências. Por exemplo, algumas moléculas sintéticas são facilmente degradadas por enzimas no corpo. Outros são inconsistentes em sua capacidade de ativar genes.
Imagem esquemática. Crédito:Izumi Mindy Takamiya
Junichi Taniguchi, o primeiro autor do estudo, desenvolveu um programa molecular que recruta uma enzima acetiladora de histona para uma parte específica de uma fita de DNA. O programa, chamado Bi-PIP, é formado por dois componentes:um inibidor de bromodomínio, que recruta um tipo específico de enzima histona acetiltransferase; e uma molécula sintética em forma de grampo que reconhece uma sequência de DNA específica.
O código foi bem-sucedido em emular o processo natural de acetilação das histonas e levou à ativação de um gene específico associado ao sistema nervoso central dentro das células vivas. Contudo, os pesquisadores observam que mais trabalhos são necessários para melhorar a seletividade do gene Bi-PIP. Este trabalho adiciona a uma biblioteca de reguladores genéticos de pequenas moléculas que podem formar a base para epigenômica e futuras terapias genéticas para tratar distúrbios neurodegenerativos multifatoriais.
