Notícias | Segredos ocultos do DNA: cientistas descobrem as raízes moleculares da infertilidade e do aborto espontâneo
A estabilidade da reprodução humana é moldada antes do nascimento por uma "dança" molecular. Pesquisadores da University of California, Davis, revelaram como um mecanismo essencial no interior do DNA protege a integridade dos cromossomos durante a formação dos óvulos e espermatozoides. A descoberta oferece uma nova perspectiva científica sobre infertilidade, aborto espontâneo e condições reprodutivas como a síndrome de Down, e pode contribuir para futuros tratamentos de fertilidade.
A pesquisa, liderada por Neil Hunter, professor do Departamento de Microbiologia e Genética Molecular, foi publicada na Nature em setembro de 24. Pela primeira vez, ela mapeia em detalhes como os cromossomos permanecem conectados por meio de crossing-over durante o desenvolvimento dos óvulos e espermatozoides, evitando erros na distribuição genética.
Uma "trava de segurança" cromossômica para a transmissão precisa das informações genéticas
O professor Hunter explicou: "Se esse processo der errado, os óvulos ou espermatozoides podem carregar um número incorreto de cromossomos, levando, em última análise, à infertilidade, ao aborto espontâneo ou a condições genéticas como a síndrome de Down."
As células humanas contêm 46 cromossomos organizados em 23 pares homólogos. Durante a formação dos óvulos ou espermatozoides, os cromossomos pareados precisam se alinhar e sofrer rupturas e recombinação em locais específicos para criar eventos de crossing-over. Isso dá a cada criança uma combinação única de genes de ambos os pais, mantendo estáveis os pares de cromossomos.
A manutenção dessas conexões é especialmente complexa nas mulheres. Os óvulos se formam durante o desenvolvimento fetal e permanecem dormentes depois que os eventos de crossing-over são concluídos, retomando a atividade apenas na ovulação, décadas mais tarde. Como as conexões do crossing-over permanecem estáveis por tanto tempo é uma questão ainda não resolvida na biologia reprodutiva.
Leveduras revelam pistas sobre a biologia humana
Para investigar o fenômeno, a equipe de Hunter usou leveduras, um modelo amplamente utilizado em genética molecular, para acompanhar a recombinação cromossômica em nível molecular. Com a "genética em tempo real", os pesquisadores induziram a degradação de proteínas selecionadas em condições controladas e observaram se as estruturas de crossing-over se formavam corretamente.
Os resultados mostraram que uma rede de proteínas essenciais, especialmente o complexo coesina, impede que o complexo STR — chamado de complexo Bloom nos seres humanos — desfaça prematuramente as estruturas de crossing-over do DNA. Essa proteção é essencial para estabilizar a dupla junção de Holliday.
"Essas proteínas atuam como guardiãs que protegem as conexões cromossômicas contra a desmontagem incorreta", disse Hunter. "Este é um passo crucial para evitar erros na segregação dos cromossomos."
Da pesquisa básica à medicina reprodutiva
Embora o estudo tenha usado leveduras, Hunter enfatizou que as estruturas e os mecanismos cromossômicos relevantes são altamente conservados nos seres humanos. Portanto, essa pesquisa básica pode contribuir diretamente para a compreensão dos distúrbios reprodutivos humanos e para o aprimoramento do diagnóstico e do tratamento da infertilidade.
O estudo foi codirigido pelo pesquisador de pós-doutorado Shangming Tang, atualmente professor assistente de bioquímica e genética molecular na University of Virginia, e financiado pelo National Institutes of Health (NIH), pelo Howard Hughes Medical Institute (HHMI), pelo UC Davis Comprehensive Cancer Center e pela American Cancer Society.
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A estabilidade da reprodução humana é moldada antes do nascimento por uma "dança" molecular. Pesquisadores da University of California, Davis, revelaram como um mecanismo essencial no interior do DNA protege a integridade dos cromossomos durante a formação dos óvulos e espermatozoides. A descoberta oferece uma nova perspectiva científica sobre infertilidade, aborto espontâneo e condições reprodutivas como a síndrome de Down, e pode contribuir para futuros tratamentos de fertilidade.
A pesquisa, liderada por Neil Hunter, professor do Departamento de Microbiologia e Genética Molecular, foi publicada na Nature em setembro de 24. Pela primeira vez, ela mapeia em detalhes como os cromossomos permanecem conectados por meio de crossing-over durante o desenvolvimento dos óvulos e espermatozoides, evitando erros na distribuição genética.
Uma "trava de segurança" cromossômica para a transmissão precisa das informações genéticas
O professor Hunter explicou: "Se esse processo der errado, os óvulos ou espermatozoides podem carregar um número incorreto de cromossomos, levando, em última análise, à infertilidade, ao aborto espontâneo ou a condições genéticas como a síndrome de Down."
As células humanas contêm 46 cromossomos organizados em 23 pares homólogos. Durante a formação dos óvulos ou espermatozoides, os cromossomos pareados precisam se alinhar e sofrer rupturas e recombinação em locais específicos para criar eventos de crossing-over. Isso dá a cada criança uma combinação única de genes de ambos os pais, mantendo estáveis os pares de cromossomos.
A manutenção dessas conexões é especialmente complexa nas mulheres. Os óvulos se formam durante o desenvolvimento fetal e permanecem dormentes depois que os eventos de crossing-over são concluídos, retomando a atividade apenas na ovulação, décadas mais tarde. Como as conexões do crossing-over permanecem estáveis por tanto tempo é uma questão ainda não resolvida na biologia reprodutiva.
Leveduras revelam pistas sobre a biologia humana
Para investigar o fenômeno, a equipe de Hunter usou leveduras, um modelo amplamente utilizado em genética molecular, para acompanhar a recombinação cromossômica em nível molecular. Com a "genética em tempo real", os pesquisadores induziram a degradação de proteínas selecionadas em condições controladas e observaram se as estruturas de crossing-over se formavam corretamente.
Os resultados mostraram que uma rede de proteínas essenciais, especialmente o complexo coesina, impede que o complexo STR — chamado de complexo Bloom nos seres humanos — desfaça prematuramente as estruturas de crossing-over do DNA. Essa proteção é essencial para estabilizar a dupla junção de Holliday.
"Essas proteínas atuam como guardiãs que protegem as conexões cromossômicas contra a desmontagem incorreta", disse Hunter. "Este é um passo crucial para evitar erros na segregação dos cromossomos."
Da pesquisa básica à medicina reprodutiva
Embora o estudo tenha usado leveduras, Hunter enfatizou que as estruturas e os mecanismos cromossômicos relevantes são altamente conservados nos seres humanos. Portanto, essa pesquisa básica pode contribuir diretamente para a compreensão dos distúrbios reprodutivos humanos e para o aprimoramento do diagnóstico e do tratamento da infertilidade.
O estudo foi codirigido pelo pesquisador de pós-doutorado Shangming Tang, atualmente professor assistente de bioquímica e genética molecular na University of Virginia, e financiado pelo National Institutes of Health (NIH), pelo Howard Hughes Medical Institute (HHMI), pelo UC Davis Comprehensive Cancer Center e pela American Cancer Society.
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