Notícias | Pequenas junções de DNA são descobertas regulando o crossing-over e protegendo a estabilidade dos cromossomos
Toda nova vida começa com uma recombinação genética precisa. Quando óvulos ou espermatozoides se formam, os cromossomos maternos e paternos se emparelham e trocam segmentos de DNA por meio do crossing-over. É necessário pelo menos um evento de recombinação por par de cromossomos para a fertilidade e a manutenção de um número estável de cromossomos, mas muitas quebras ou trocas de DNA podem ameaçar o genoma. Como as células mantêm o equilíbrio adequado?
Um estudo liderado pelo Dr. João Matos, do Max Perutz Labs, abordou essa questão de longa data. Os resultados foram publicados na Nature em 2025.
A equipe descobriu que pequenas estruturas de DNA chamadas junções de Holliday são mais do que etapas intermediárias do crossing-over. Elas também ajudam a manter o complexo sinaptonêmico, semelhante a um zíper, que conecta os cromossomos emparelhados. Junções de Holliday estáveis sinalizam à célula que deve parar de criar quebras de DNA, protegendo o genoma contra danos.
“Nossa hipótese era que as junções de Holliday não são conexões passivas de DNA, mas elementos essenciais para construir e manter o complexo sinaptonêmico, garantindo que os cromossomos permaneçam emparelhados até que os locais de crossing-over estejam prontos.”
—Dr. João Matos, líder da equipe de pesquisa
Para testar a hipótese, o primeiro autor, Adrian Henggeler, usou leveduras, cujos mecanismos meióticos se assemelham aos das células humanas e fazem delas um modelo genético útil.
Usando uma ferramenta molecular desenvolvida pelo laboratório, Henggeler “congelou” milhões de células de levedura enquanto as junções de Holliday e os complexos sinaptonêmicos coexistiam, mas antes da troca de cromossomos. Em seguida, removeu precisamente as junções de DNA e observou a resposta celular em tempo real.
“Foi um dos nossos momentos de descoberta”, recordou Henggeler. “Assim que as junções de Holliday foram removidas, o complexo sinaptonêmico entrou em colapso em tempo real, exatamente como havíamos previsto e como era possível observar ao microscópio.”
Sem as junções de Holliday, o complexo sinaptonêmico se desintegrou imediatamente, novas quebras de DNA começaram a se formar novamente e a meiose foi interrompida.
“O estudo revela um mecanismo de retroalimentação simples e elegante”, acrescentou Matos. “Quando os locais de crossing-over e o complexo sinaptonêmico estão estabelecidos de forma estável, a célula ‘sabe’ que pode parar de produzir quebras e prosseguir com a meiose.”
O próximo desafio é determinar se o mesmo mecanismo se aplica aos mamíferos. Se confirmado, ele poderá fornecer pistas importantes sobre a fertilidade e a estabilidade do genoma entre as espécies, além de indicar novas direções de pesquisa para distúrbios da fertilidade ou doenças cromossômicas.
Notícias | Pequenas junções de DNA são identificadas como reguladoras do crossing-over e protetoras da estabilidade dos cromossomos
Notícias | Pequenas junções de DNA são descobertas regulando o crossing-over e protegendo a estabilidade dos cromossomos
Toda nova vida começa com uma recombinação genética precisa. Quando óvulos ou espermatozoides se formam, os cromossomos maternos e paternos se emparelham e trocam segmentos de DNA por meio do crossing-over. É necessário pelo menos um evento de recombinação por par de cromossomos para a fertilidade e a manutenção de um número estável de cromossomos, mas muitas quebras ou trocas de DNA podem ameaçar o genoma. Como as células mantêm o equilíbrio adequado?
Um estudo liderado pelo Dr. João Matos, do Max Perutz Labs, abordou essa questão de longa data. Os resultados foram publicados na Nature em 2025.
A equipe descobriu que pequenas estruturas de DNA chamadas junções de Holliday são mais do que etapas intermediárias do crossing-over. Elas também ajudam a manter o complexo sinaptonêmico, semelhante a um zíper, que conecta os cromossomos emparelhados. Junções de Holliday estáveis sinalizam à célula que deve parar de criar quebras de DNA, protegendo o genoma contra danos.
“Nossa hipótese era que as junções de Holliday não são conexões passivas de DNA, mas elementos essenciais para construir e manter o complexo sinaptonêmico, garantindo que os cromossomos permaneçam emparelhados até que os locais de crossing-over estejam prontos.”
—Dr. João Matos, líder da equipe de pesquisa
Para testar a hipótese, o primeiro autor, Adrian Henggeler, usou leveduras, cujos mecanismos meióticos se assemelham aos das células humanas e fazem delas um modelo genético útil.
Usando uma ferramenta molecular desenvolvida pelo laboratório, Henggeler “congelou” milhões de células de levedura enquanto as junções de Holliday e os complexos sinaptonêmicos coexistiam, mas antes da troca de cromossomos. Em seguida, removeu precisamente as junções de DNA e observou a resposta celular em tempo real.
“Foi um dos nossos momentos de descoberta”, recordou Henggeler. “Assim que as junções de Holliday foram removidas, o complexo sinaptonêmico entrou em colapso em tempo real, exatamente como havíamos previsto e como era possível observar ao microscópio.”
Sem as junções de Holliday, o complexo sinaptonêmico se desintegrou imediatamente, novas quebras de DNA começaram a se formar novamente e a meiose foi interrompida.
“O estudo revela um mecanismo de retroalimentação simples e elegante”, acrescentou Matos. “Quando os locais de crossing-over e o complexo sinaptonêmico estão estabelecidos de forma estável, a célula ‘sabe’ que pode parar de produzir quebras e prosseguir com a meiose.”
O próximo desafio é determinar se o mesmo mecanismo se aplica aos mamíferos. Se confirmado, ele poderá fornecer pistas importantes sobre a fertilidade e a estabilidade do genoma entre as espécies, além de indicar novas direções de pesquisa para distúrbios da fertilidade ou doenças cromossômicas.
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