O estudo inovador das estruturas ocultas do DNA pode abrir novas abordagens para o tratamento e diagnóstico de doenças, incluindo o câncer.
Por Instituto Garvan de Pesquisa Médica com informações de Science Daily.
O DNA é bem conhecido por seu formato de dupla hélice. Mas o genoma humano também contém mais de 50.000 estruturas incomuns de DNA em forma de “nó”, chamadas i-motifs, descobriram pesquisadores do Garvan Institute of Medical Research.
Foi publicado no The EMBO Journal o primeiro mapa abrangente dessas estruturas únicas de DNA, esclarecendo seus papéis potenciais na regulação genética envolvida em doenças.
Em um estudo histórico de 2018, os cientistas da Garvan foram os primeiros a visualizar diretamente i-motifs dentro de células humanas vivas usando uma nova ferramenta de anticorpos que eles desenvolveram para reconhecer e anexar a i-motifs. A pesquisa atual se baseia nessas descobertas ao implementar esse anticorpo para identificar localizações de i-motifs em todo o genoma.
“Neste estudo, mapeamos mais de 50.000 locais de i-motif no genoma humano que ocorrem em todos os três tipos de células que examinamos”, diz o autor sênior Professor Daniel Christ, Chefe do Antibody Therapeutics Lab e Diretor do Centre for Targeted Therapy em Garvan. “Esse é um número notavelmente alto para uma estrutura de DNA cuja existência em células já foi considerada controversa. Nossas descobertas confirmam que os i-motifs não são apenas curiosidades de laboratório, mas são amplamente difundidos — e provavelmente desempenham papéis importantes na função genômica.”
Curiosos motivos i do DNA podem desempenhar um papel dinâmico na atividade genética
I-motifs são estruturas de DNA que diferem do formato icônico de dupla hélice. Eles se formam quando trechos de letras de citosina na mesma fita de DNA se pareiam, criando uma estrutura torcida de quatro fitas que se projeta da dupla hélice.
Os pesquisadores descobriram que os i-motifs não estão espalhados aleatoriamente, mas concentrados em áreas funcionais importantes do genoma, incluindo regiões que controlam a atividade genética.
“Descobrimos que os i-motifs estão associados a genes que são altamente ativos durante períodos específicos do ciclo celular. Isso sugere que eles desempenham um papel dinâmico na regulação da atividade genética”, diz Cristian David Peña Martinez, pesquisador do Antibody Therapeutics Lab e primeiro autor do estudo.
“Também descobrimos que os i-motifs se formam na região promotora de oncogenes, por exemplo, o oncogene MYC , que codifica um dos alvos ‘não tratáveis’ mais notórios do câncer. Isso apresenta uma oportunidade empolgante de atingir genes ligados a doenças por meio da estrutura i-motif”, ele diz.
Os motivos I prometem novos tipos de terapias e diagnósticos
“A presença generalizada de i-motifs perto dessas sequências do ‘santo graal’ envolvidas em cânceres difíceis de tratar abre novas possibilidades para novas abordagens diagnósticas e terapêuticas. Pode ser possível projetar medicamentos que tenham como alvo i-motifs para influenciar a expressão genética, o que poderia expandir as opções de tratamento atuais”, diz a Professora Associada Sarah Kummerfeld, Diretora Científica da Garvan e coautora do estudo.
O professor Christ acrescenta que o mapeamento de i-motifs só foi possível graças à expertise líder mundial de Garvan em desenvolvimento de anticorpos e genômica. “Este estudo é um exemplo de como a pesquisa fundamental e a inovação tecnológica podem se unir para fazer descobertas que mudam o paradigma”, ele diz.
Esta pesquisa foi apoiada pelo financiamento do Conselho Nacional de Saúde e Pesquisa Médica.
O professor Daniel Christ é professor adjunto na St Vincent’s Clinical School, Faculdade de Medicina e Saúde, UNSW Sydney. A professora associada Sarah Kummerfeld é professora adjunta na St Vincent’s Clinical School, Faculdade de Medicina e Saúde, UNSW Sydney.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Garvan Institute of Medical Research . Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do periódico :
Cristian David Peña Martinez, Mahdi Zeraati, Romain Rouet, Ohan Mazigi, Jake Y Henry, Brian Gloss, Jessica A Kretzmann, Cameron W Evans, Emanuela Ruggiero, Irene Zanin, Maja Marušič, Janez Plavec, Sara N Richter, Tracy M Bryan, Nicole M Smith, Marcel E Dinger, Sarah Kummerfeld, Daniel Christ. Human genomic DNA is widely interspersed with i-motif structures. The EMBO Journal, 2024; DOI: 10.1038/s44318-024-00210-5
