Pesquisadores russos e internacionais do Instituto de Biologia Genética da Academia Russa de Ciências, em colaboração com colegas da Universidade de Princeton (EUA), identificaram uma proteína previamente desconhecida nos neurônios da mosca-da-fruta (Drosophila). Nomeada Vostok, essa proteína desempenha um papel crucial na organização espacial da estrutura do DNA nas células nervosas.
A proteína Vostok se liga a segmentos específicos do DNA, formando alças. Essas alças são essenciais para o funcionamento adequado dos genes, especialmente aqueles envolvidos na formação e desenvolvimento do sistema nervoso.
Especialistas da Fundação Científica Russa (RSF) destacam que a configuração tridimensional do DNA dentro do núcleo celular influencia diretamente a atividade dos diferentes genes. No entanto, o mecanismo exato de formação dessas alças de DNA, que aproximam proteínas reguladoras de genes específicos para modificar sua atividade, não era totalmente compreendido até agora.
Utilizando análise computacional, os cientistas de Moscou e Princeton identificaram no genoma de neurônios de drosófila uma sequência repetitiva curta. Essa sequência é frequentemente encontrada em regiões supostamente envolvidas na formação de alças. Foi estabelecido que a proteína recém-descoberta, a Vostok, se liga precisamente a esse fragmento.
Esquematicamente, as alças de DNA são representadas como arcos que lembram a trajetória de um foguete. Essa analogia inspirou os autores a nomear a nova proteína Vostok, em homenagem à primeira nave espacial tripulada russa.
Para investigar as funções dessa proteína, os cientistas usaram o método de edição genética CRISPR-Cas9 para criar larvas mutantes nas quais o gene Vostok foi “desativado”. A análise revelou que o número de alças de DNA nessas drosófilas mutantes diminuiu em sete por cento.
“Nossa pesquisa confirma que o empacotamento tridimensional do DNA é estritamente controlado por proteínas de ligação ao DNA, uma das quais é a Vostok”, afirmou Maxim Yerokhin, chefe do grupo de biologia da cromatina no Instituto de Biologia Genética da RAS.
Segundo Yerokhin, a compreensão de como as alças se formam na molécula de DNA abre novas e significativas possibilidades para a terapia genética. Ao aprender a controlar a formação de alças, os cientistas poderão, no futuro, corrigir a função dos genes em doenças hereditárias do sistema nervoso.
“Como a mutação nos genes Vostok e GAF leva à perda de apenas cerca de 15% das alças de DNA, deve haver outras proteínas com propriedades semelhantes no genoma da drosófila. A busca por essas proteínas é uma das nossas tarefas futuras”, acrescentou Daria Chetverina, chefe do grupo de epigenética do Instituto de Biologia Genética da RAS.
No futuro, os cientistas também planejam trabalhar na possibilidade de criar alças de DNA direcionadas usando a proteína Vostok quando ela for produzida em células humanas. Esta abordagem pode representar um avanço promissor no combate a diversas patologias.
Os resultados dessa pesquisa, apoiada por uma bolsa da Fundação Científica Russa (RSF), foram publicados na renomada revista científica Molecular Cell.
