Com suas mais de 3 bilhões de "letras" moleculares, o genoma humano, se pudesse ser esticado, cobriria uma distância de cerca de dois metros. Espremido no microscópico núcleo de nossas células, no entanto, ele é obrigado a formar milhares de laços e novelos para caber neste exíguo espaço.

Esta estruturação ajuda a explicar, por exemplo, por que alguns genes, embora linearmente distantes, têm forte influência no funcionamento uns dos outros, já que ela promove sua aproximação, seja na "ponta" dos laços ou dentro dos novelos. Mas como nosso DNA sabe onde começar a formar e terminar estes laços e novelos permanecia um mistério para os cientistas, finalmente solucionado graças ao trabalho de uma equipe de pesquisadores de diversas instituições americanas.

Responsável por mapear pela primeira vez, no ano passado, os cerca de 10 mil laços e novelos que o genoma humano forma no núcleo celular, a equipe de cientistas liderada por Erez Lieberman Aiden, do Centro para Arquitetura do Genoma da Faculdade Baylor de Medicina, no Texas, já tinha identificado uma espécie de código inscrito em nosso DNA presente nos dois extremos de praticamente todas estas estruturas, em geral em posições do considerado "DNA lixo", isto é, que não guarda instruções para a produção de proteínas.

Agora, eles também demonstraram que é possível manipular e introduzir estas pequenas sequências de menos de 20 pares-base — as "letras" do genoma compostas de pares das moléculas citosina (C), adenina (A), guanina (G) e timina (T) — do código para controlar onde e como nosso genoma forma estes laços e novelos, destruindo, movendo ou criando novas estruturas do tipo.

Como as alças de uma mochila

Segundo os cientistas, a descoberta representa um importante avanço nas técnicas de manipulação e engenharia genética ao permitir que agora eles trabalhem também em três dimensões e não apenas na estrutura linear do genoma, como é feito atualmente, além de aumentar a compreensão sobre doenças provocadas por falhas neste processo que atrapalham a comunicação entre genes e abrir caminho para o desenvolvimento de possíveis tratamentos para elas.

Por fim, como o genoma de praticamente todas nossas células é igual, a posição e formato destes laços é parte fundamental para determinar sua função, indicando quais genes devem estar mais ou menos ativos de forma que elas atuem, por exemplo, como células do músculo cardíaco, da pele ou dos ossos, algo cujo entendimento será essencial na eventual criação de futuras terapias com células-tronco.

— Durante meses, não tínhamos ideia do que os nossos dados (sobre o código) significavam na verdade — conta Aiden, autor-sênior de artigo em que os pesquisadores descrevem a descoberta, publicado no periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences.

— Então, um dia, percebemos que tínhamos a solução na mão. Fomos capazes de usar nossos conhecimentos de como os laços se formam na natureza para manipular o genoma artificialmente. Isso significa que, pelo menos em princípio, podemos corrigir erros na estruturação em 3D do genoma modificando apenas umas poucas letras do código genético, sem perturbar o DNA em volta delas.

Ainda de acordo com os cientistas, o código que regula a formação dos laços e novelos do genoma funciona ao obrigar o DNA a se ligar com uma proteína batizada CTCF, que atua como as pequenas peças de plástico usadas para ajustar o tamanho das alças de uma mochila, num processo físico conhecido como extrusão.

Numa das pontas, o curto código de pares-base está inscrito no DNA num sentido, instruindo onde a cadeia genética deve começar a ser "puxada" para criar o laço, enquanto no outro extremo a sequência aparece ao contrário, determinando onde o processo deve ser interrompido.

— A extrusão é o processo que usamos para manipular os ajustes plásticos de nossas mochilas, nós alimentamos as correias da alça de cada lado e elas formam um laço — explica Adrian Sanborn, aluno de graduação no laboratório de Aiden na instituição texana e um dos primeiros coautores do estudo.

— Mas o genoma é muito mais longo que as alças de uma mochila, então o processo continua e mais e mais da correia é adicionado, formando um laço cada vez maior. A chave de tudo é que este processo de extrusão para quando atinge um local com a CTCF. E é por isso que modificar o código é essencial para controlar todo o processo.

Fonte: O Globo