Enciclopédia do DNA

Cientistas criaram a análise mais completa já feita do genoma humano e descobriram que o chamado “DNA lixo” controla de maneira complexa a atividade dos genes.

Um consórcio de 442 cientistas espalhados por três continentes criou a primeira enciclopédia de como funciona o genoma humano , que mostrou que pelo menos 80% do DNA humano, anteriormente considerado inativo (o chamado DNA lixo), participa de pelo menos um processo biológico dentro das células do corpo e que apenas 20 trechos de DNA estão ligados a 17 tipos diferentes de câncer.

Imagem dos 46 cromossomos humanos

O projeto, chamado Encode (sigla em inglês para Enciclopédia de Elementos do DNA), é considerado o maior trabalho sobre genética humana desde o término do Projeto Genoma Humano, em 2003. Foram 30 estudos publicados em seis periódicos científicos diferentes (e até concorrentes), divulgados ao mesmo tempo nesta quarta-feira.

Os elementos do genoma mais conhecidos são os cerca de 21 mil genes que regulam a produção de proteínas dentro da célula. O gene de dopamina comanda a produção dela nos neurônios, por exemplo, e o gene de insulina faz com que as células do pâncreas produzam a substância. No entanto, apenas 1% do genoma trabalha desta maneira, e o desafio do Encode era entender o que o resto do DNA faz – por anos, esta parte do genoma era chamada de “DNA lixo” porque se imaginava que ela era inativa.

Ao fazer esta análise, os cientistas descobriram que 80% do DNA lixo tem pelo menos uma função biológica, que em geral comanda a atividade dos próprios genes. E o conjunto destes trechos de DNA, que chegam a quatro milhões, criam um sistema operacional extremamente sofisticado. “O DNA lixo, na verdade, é quem comanda os genes,” diz Mark Gerstein, da Universidade Yale.

Esta regulação pode influenciar tanto os genes normais quanto suas variantes, causando variados tipos de doenças. Isto acontece porque fatores de transcrição e outros elementos – proteínas produzidas por este trechos do genoma – “passeiam” pelo DNA das células, se ligando aos genes e os ativando e desativando, como se fossem interruptores.

O poder destes elementos pode explicar porque sequenciamentos genéticos simples concluem que pacientes estão sob risco de doenças que nunca aparecem ou ignoram os sinais de doenças que realmente acontecem. Se estes “interruptores” desativam um gene que causa uma doença, ela não aparece, mas se eles alteram um gene saudável, o paciente pode desenvolver uma doença genética que não apareceria em seu sequenciamento.

E este sistema recém-descoberto é bastante complexo: são cerca de quatro milhões de interruptores nos órgãos humanos principais, com 200 mil agindo em cada célula. Além disso, os cientistas descobriram que muitas vezes, estes trechos de DNA estão em longe do gene que controlam, nos cromossomos. Isto acontece em pelo menos 400 doenças cujas variantes genéticas já são conhecidas.

Por conta disso, análises genéticas que focam apenas nos genes, e não nos seus trechos reguladores, podem não compreender todas as causas das doenças.

“Esta descoberta muda como nós compreendemos as bases genéticas das doenças e pode abrir novos caminhos para terapias e remédios,” afirmou John Stamatoyannopoulos, da Universidade de Washington, durante a coletiva à imprensa. Por exemplo, em 17 tipos de câncer diferentes e aparentemente sem relação, os cientistas descobriram que 20 destes fatores regulatórios aparecem repetidas vezes, o que indica que medicamentos que atinjam estas proteínas podem tratar mais doenças de uma vez.

O mesmo acontece com doenças como artrite reumatoide, lúpus diabetes tipo 1.

Outro exemplo é a doença de Crohn. Estudos genéticos já identificaram 100 trechos do genoma que afetam o risco de desenvolver a doença autoimune, muito mais do que as farmacêuticas poderiam investigar, disse Ewan Birney, um dos líderes do projeto. Mas são poucos fatores de transcrição que controlam estes trechos, o que facilita muito a procura por modos de silenciar estes genes.

“O Encode está revelando estas conexões desconhecidas entre as doenças,” disse Stamatoyannopoulos.

O periódico Nature, que liderou a publicação dos estudos do consórcio, vai manter os resultados num site gratuito para toda a comunidade científica, em inglês, no endereçowww.nature.com/encode e um aplicativo de iPad.

Nasa descobre, no espaço, substâncias que compõem DNA

Análise do solo onde meteoritos foram encontrados descarta a hipótese de contaminação terrestre. Pesquisadores da agência espacial americana acharam provas de substâncias de DNA em meteoritos que foram criados no espaço. Os pesquisadores defendem a teoria de que um “kit” de partes prontas e criadas no espaço  vieram parar na Terra por meio de meteoritos e cometas.

“Componentes de DNA vêm sendo descobertos em meteoritos desde os anos 1960, mas pesquisadores tinham dúvidas se eles eram realmente criados no espaço ou se vinham por contaminação de vida terrestre”, disse Michael Callahan do Centro Espacial Goddard, da Nasa. “Pela primeira vez, temos provas nos dão a certeza de que estes compostos de DNA foram de fato criados no espaço”, disse Callahan, autor do estudo publicado nesta segunda-feira (8) no periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences.

Foto: Nasa

Na ilustração, meteorito apresenta grande variedade de substâncias de DNA  

De acordo com a Nasa, a descoberta contribui para o número crescente de provas de que a química dentro de asteroides e cometas é capaz de trazer componentes de moléculas biológicas essenciais. Anteriormente, cientistas do Centro Espacial Goddard descobriram aminoácidos em amostras do cometa Wild 2 da Nasa, além de vários meteoritos ricos em carbono. vale destacar que aminoácidos formam proteínas, moléculas essenciais à vida. Eles estão presentes em tudo, desde estruturas capilares até enzimas – catalisadores que aceleram ou regulam reações químicas.

No novo estudo, a equipe Goddard coletou doze amostras de meteoritos ricos em carbono, nove dos quais foram retirados da Antártida. A equipe descobriu adenina e guanina – componentes de DNA chamados de nucleobases. O DNA tem o formato parecido ao de uma escada em espiral, a adenina e a guanina se conectam com outros dois nucleobases para formar os “degraus da escada”.

Além disso, os pesquisadores identificaram em dois meteoritos, pela primeira vez, traço de três moléculas relacionadas com nucleobases: purina, 2,6-diaminopurina, e 6,8-diaminopurina; os dois últimos quase nunca são usados em biologia. De acordo com o estudo, estes compostos têm o mesmo núcleo molecular que nucleobases, mas com estruturas adicionadas ou removidas.

Eles foram a primeira prova de que os compostos nos meteoritos vieram do espaço e não por contaminação terrestre. “Não é esperado ver estes análogos de nucleobase por contaminação terrestre, pois eles não são usados em biologia”, disse Callahan.

Para descartar a possibilidade de contaminação terrestre, a equipe também analisou 21,4 quilos da amostra de gelo da Antártida, onde a maioria dos meteoritos no estudo foi encontrada. As nucleobases encontradas no gelo eram muito menores – partes por trilhão – do que aquelas presentes nos meteoritos e nenhum dos análogos de nucleobase foram detectados nas amostras de gelo.

Um dos meteoritos caiu na Austrália, e a equipe também analisou uma amostra de solo. Assim como acontece com as amostras de gelo, não havia nenhuma das moléculas analógicas de nucleobase no solo da Austrália.

Bactéria sobrevive 553 dias no espaço

Micróbios foram expostos a raios cósmicos, radiação ultravioleta e mudanças bruscas de temperatura. Pedaço de rocha retirado de penhasco de Beer, na Inglaterra, que foi usado no experimento Cientistas britânicos revelaram que bactérias que foram deixadas durante 553 dias em pleno espaço, sujeitas a condições hostis à vida, conseguiram sobreviver. No experimento, as bactérias foram colocadas no exterior da Estação Espacial Internacional (na sigla em inglês, ISS), onde ficaram expostas a raios cósmicos, forte radiação ultravioleta e mudanças significativas de temperatura. 

 

Imagem BBC Brasil

Além disso, toda a água presente na pedra desapareceu no vácuo espacial. A experiência é parte de uma missão para encontrar micróbios que poderiam ser úteis a futuros astronautas em viagens de exploração espacial.

Agora, cientistas da Open University, responsáveis pela pesquisa, estão investigando como as bactérias conseguiram sobreviver às provações.

Parede celular

Já se sabe que esporos de bactérias são capazes de sobreviver vários anos em órbita, mas este é o maior período de sobrevivência registrado por cianobactérias (microorganismos que fazem fotossíntese) no espaço.

Os micróbios foram retirados de penhascos na cidade de Beer, na costa sul da Inglaterra. Quando expostos ao espaço, eles ainda estavam em pequenos pedaços de rocha extraídos do penhasco. Elas possuem uma parede celular espessa e esta pode ser uma razão de sobreviverem tanto tempo no espaço.

Quando a equipe da Open University enviou as rochas para o espaço, tudo o que sabia é que o material continha comunidades de bactérias diferentes. Os cientistas não sabiam quais delas, se é que alguma, voltariam à Terra com vida.

“Tudo morreu naquelas rochas, menos aquele tipo particular de micróbio”, disse o professor Charles Cockell, que participa do Estudo, à BBC. “Acreditamos que este micróbio pode ser usado em sistemas de suporte vital, para manter pessoas na Lua ou em Marte, onde não há oxigênio”, afirmou.

Segundo a pesquisadora Karen Olsson-Francis, também da Open University, “também existe um conceito de que se nós tivéssemos de desenvolver bases na Lua ou em Marte, poderíamos usar bactérias para biomineração, ou seja, para extrair minerais importantes das rochas”.

A pesquisa alimentou uma teoria popular, segundo a qual microorganismos podem, de alguma forma, ser transportados de um planeta a outro viajando em rochas – meteoritos – para semear vida onde ela não existe.

Fonte: Home iG  Ciência