Um avanço internacional permitiu recriar a estrutura do ADN no núcleo celular, abrindo novas perspetivas no estudo da relação entre a organização do genoma e as doenças hereditárias Recentemente, essa estrutura foi revelada com a apresentação de um mapa tridimensional dos cromossomas humanos sem precedentes: um grupo de cientistas descreveu em detalhes como eles se distribuem e se ligam no núcleo.
Esta descoberta, publicada na revista Nature, abre as portas para novas formas de compreender a origem e o desenvolvimento de doenças genéticas, segundo os autores. A localização e o rastreamento de cada gene neste mapa abre caminho para futuros métodos diagnósticos e terapêuticos, uma vez que a organização do ADN influencia diretamente todas as funções das células. Participaram deste estudo Job Dekker, a equipa do projeto Nucleoma 4D e várias instituições científicas. Os resultados serviram de base para uma melhor compreensão de como a organização física do ADN humano está relacionada com a expressão biológica.
O quebra-cabeças dos genes humanos
Decifrar como o genoma humano se organiza dentro da célula é um dos grandes desafios da ciência. O ADN não é uma fita reta, ele se enrola em forma de espiral em torno de histonas, formando cromatina e criando ligações e nós. Por muito tempo, os especialistas quiseram entender como essa morfologia física determina se um gene será ativado ou desativado. O objetivo principal era construir uma imagem mais precisa da disposição interna dos genes.
O núcleo da célula é minúsculo e organizado, cada fragmento de ADN está em um local específico. Os cientistas chamam-no de 4D-nucleoma, acrescentando a variável do tempo, porque a configuração varia de acordo com o estágio de vida da célula. O novo estudo teve como objetivo descobrir se a localização e o contacto entre os genes realmente afetam as funções e o comportamento das células. Eles criaram uma base de dados fiável que mostra as ligações e a localização precisas dos cromossomas no núcleo, utilizando métodos especiais de captura de cromossomas.
O cenário oculto dos cromossomas
O estudo concentrou-se em células estaminais embrionárias e fibroblastos, dois tipos de células que são fundamentais para a biologia humana. Foram identificadas mais de 140 000 ligações de cromatina por tipo de célula, o que permitiu reconstruir com precisão a estrutura de dobragem do ADN. O trabalho combinou vários métodos e verificou a fiabilidade dos seus resultados. «A combinação de conjuntos de dados obtidos por vários métodos permitiu aos autores comparar cada método e avaliar a sua utilidade», afirmaram os investigadores.
As dobras são explicadas por mecanismos como extrusão de laços e separação de fases. Esses termos descrevem como o ADN forma zonas ativas e inativas dentro das células. A equipa conseguiu desenvolver mapas espaciais que mostram processos genéticos, como transcrição e replicação, num contexto tridimensional dentro do cromossoma. A combinação de técnicas permitiu compreender tanto a estrutura quanto a dinâmica de cada cromossoma. O estudo destacou a importância de verificar os testes e compará-los com informações obtidas anteriormente. Os investigadores acreditam que os resultados abrirão novos caminhos para pesquisas biológicas e médicas. « Este recurso fornece uma base para uma melhor compreensão de como a organização física do ADN humano está relacionada com a expressão biológica», sublinharam.
O que ainda falta no mapa tridimensional
O grupo científico adverte que «serão necessárias novas investigações» para compreender diretamente como as formas espaciais observadas se traduzem em funções genéticas específicas. O estudo mostrou que, em pesquisas futuras, será necessário decidir quando usar cada método de fixação cromossómica e quais são as suas limitações em comparação com outras técnicas.
Embora o mapa seja mais preciso do que qualquer outro anterior, ainda existem fatores desconhecidos, como a decifração de padrões repetitivos e a personalização celular. No futuro, o objetivo será «localizar genomas individuais ao nível celular» e comparar a localização cromossómica com a ativação genética. Neste momento, este mapa estabelece as bases para que os biólogos estudem o papel dos cromossomas humanos na saúde e nas doenças do organismo.
