Notícias | Equipe da Cornell usa sequenciamento de nova geração para revelar como os transposons se movem e remodelam o genoma
Pesquisadores da Cornell University relatam que o CUT&Tag, um método de mapeamento do genoma de alta resolução originalmente usado para estudar a cromatina, pode superar o viés do sequenciamento convencional contra sequências repetitivas. Ele fornece uma clareza sem precedentes sobre como os transposons se movem, se localizam e funcionam no genoma. Antes considerados "DNA lixo", esses elementos genéticos agora são reconhecidos como participantes importantes das respostas imunes, da função neurológica, do desenvolvimento embrionário e da evolução.
O estudo foi publicado na iScience em 21. O autor correspondente Patrick Murphy (Ph.D. ’13), professor associado de biologia molecular e genética na Cornell's College of Agriculture and Life Sciences, afirmou que o avanço captura com precisão material genômico sólido anteriormente descartado durante o preparo das amostras, onde os transposons se concentram.
"DNA lixo" não é lixo, mas vestígios virais antigos profundamente envolvidos na função biológica
Os transposons foram descobertos pela primeira vez no milho pela ganhadora do Nobel Barbara McClintock. Eles se originaram de infecções virais antigas. Quando o DNA viral entrava nas células germinativas do hospedeiro, podia ser herdado por gerações e gradualmente incorporado ao genoma. "Essas antigas sequências de DNA viral não são mais vestígios inativos; tornaram-se componentes essenciais que nos ajudam a funcionar", disse Murphy.
Em humanos, o "salto" dos transposons pode causar mutações que contribuem para doenças, incluindo hemofilia e alguns tipos de câncer, ou proteger contra infecções modernas. Certos transposons são ativados nos estágios mais iniciais do desenvolvimento embrionário e desempenham funções importantes na formação de células-tronco e no desenvolvimento da placenta, ajudando a impulsionar a evolução dos mamíferos.
Embora os transposons componham metade do genoma humano, muito sobre sua função ainda é desconhecido. O sequenciamento convencional lisa as células e separa as fases sólida e líquida. Durante décadas, os pesquisadores estudaram principalmente o DNA da fase líquida, enquanto a fração sólida rica em transposons era ignorada por falta de métodos adequados, contribuindo para o rótulo de "DNA lixo".
"Descobrimos que a fração sólida descartada é, na verdade, onde se localiza a maioria dos transposons", disse Murphy.
O CUT&Tag dá voz à metade negligenciada do genoma
O CUT&Tag foi introduzido em 2019 para estudar a estrutura da cromatina. A equipe da Cornell demonstrou que ele também funciona em regiões de transposons ricas em sequências repetitivas e estruturas complexas, evitando vieses associados a métodos convencionais, como o ChIP. O avanço tem amplo potencial interdisciplinar.
Algumas estratégias de tratamento do câncer ativam transposons no genoma para desencadear ataques imunes às células tumorais. Uma melhor compreensão desses mecanismos poderia contribuir para terapias-alvo mais precisas. "Nos próximos cinco a dez anos, entraremos em uma era de ouro da pesquisa sobre transposons, com amplo potencial de impacto no tratamento clínico, na medicina reprodutiva, na pesquisa do desenvolvimento, no melhoramento agrícola, na microbiologia e na especiação", previu Murphy.
A colaboração entre instituições impulsiona a pesquisa
O primeiro autor, Brandon Park, ingressou no laboratório de Murphy quando ele era professor na University of Rochester. Entre os outros autores estavam Kristin Murphy (Ph.D. ’13), pesquisadora sênior da Cornell College of Veterinary Medicine, a pesquisadora de pós-doutorado Shan Hua, a pesquisadora Karli Casler e colaboradores do laboratório de Mitchell O’Connell na University of Rochester. O estudo foi financiado pelos National Institutes of Health (NIH).
Notícias | Equipe da Cornell usa sequenciamento de nova geração para revelar como os transposons se movem e remodelam o genoma
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Pesquisadores da Cornell University relatam que o CUT&Tag, um método de mapeamento do genoma de alta resolução originalmente usado para estudar a cromatina, pode superar o viés do sequenciamento convencional contra sequências repetitivas. Ele fornece uma clareza sem precedentes sobre como os transposons se movem, se localizam e funcionam no genoma. Antes considerados "DNA lixo", esses elementos genéticos agora são reconhecidos como participantes importantes das respostas imunes, da função neurológica, do desenvolvimento embrionário e da evolução.
O estudo foi publicado na iScience em 21. O autor correspondente Patrick Murphy (Ph.D. ’13), professor associado de biologia molecular e genética na Cornell's College of Agriculture and Life Sciences, afirmou que o avanço captura com precisão material genômico sólido anteriormente descartado durante o preparo das amostras, onde os transposons se concentram.
"DNA lixo" não é lixo, mas vestígios virais antigos profundamente envolvidos na função biológica
Os transposons foram descobertos pela primeira vez no milho pela ganhadora do Nobel Barbara McClintock. Eles se originaram de infecções virais antigas. Quando o DNA viral entrava nas células germinativas do hospedeiro, podia ser herdado por gerações e gradualmente incorporado ao genoma. "Essas antigas sequências de DNA viral não são mais vestígios inativos; tornaram-se componentes essenciais que nos ajudam a funcionar", disse Murphy.
Em humanos, o "salto" dos transposons pode causar mutações que contribuem para doenças, incluindo hemofilia e alguns tipos de câncer, ou proteger contra infecções modernas. Certos transposons são ativados nos estágios mais iniciais do desenvolvimento embrionário e desempenham funções importantes na formação de células-tronco e no desenvolvimento da placenta, ajudando a impulsionar a evolução dos mamíferos.
Embora os transposons componham metade do genoma humano, muito sobre sua função ainda é desconhecido. O sequenciamento convencional lisa as células e separa as fases sólida e líquida. Durante décadas, os pesquisadores estudaram principalmente o DNA da fase líquida, enquanto a fração sólida rica em transposons era ignorada por falta de métodos adequados, contribuindo para o rótulo de "DNA lixo".
"Descobrimos que a fração sólida descartada é, na verdade, onde se localiza a maioria dos transposons", disse Murphy.
O CUT&Tag dá voz à metade negligenciada do genoma
O CUT&Tag foi introduzido em 2019 para estudar a estrutura da cromatina. A equipe da Cornell demonstrou que ele também funciona em regiões de transposons ricas em sequências repetitivas e estruturas complexas, evitando vieses associados a métodos convencionais, como o ChIP. O avanço tem amplo potencial interdisciplinar.
Algumas estratégias de tratamento do câncer ativam transposons no genoma para desencadear ataques imunes às células tumorais. Uma melhor compreensão desses mecanismos poderia contribuir para terapias-alvo mais precisas. "Nos próximos cinco a dez anos, entraremos em uma era de ouro da pesquisa sobre transposons, com amplo potencial de impacto no tratamento clínico, na medicina reprodutiva, na pesquisa do desenvolvimento, no melhoramento agrícola, na microbiologia e na especiação", previu Murphy.
A colaboração entre instituições impulsiona a pesquisa
O primeiro autor, Brandon Park, ingressou no laboratório de Murphy quando ele era professor na University of Rochester. Entre os outros autores estavam Kristin Murphy (Ph.D. ’13), pesquisadora sênior da Cornell College of Veterinary Medicine, a pesquisadora de pós-doutorado Shan Hua, a pesquisadora Karli Casler e colaboradores do laboratório de Mitchell O’Connell na University of Rochester. O estudo foi financiado pelos National Institutes of Health (NIH).
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