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Aqui está o que você aprenderá ao ler esta história:
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Quando um zigoto começa a dividir rapidamente as células, ocorrem erros, e um novo estudo mostra que os pares de bases próximos ao local do estado de transcrição (TSS) de um gene são particularmente vulneráveis.
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Analisando quase 225.000 genomas (com referências cruzadas com estudos familiares de mutações em mosaico), os cientistas descobriram que o risco de mutação nestas regiões aumentou 35 por cento em comparação com o acaso.
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Encontrar esta nova fonte de mutação pode melhorar a modelagem, refletindo com precisão as mutações de base nestas regiões vulneráveis.
O processo biológico de um zigoto eventualmente se transformar em um ser humano vivo e respirante é uma das verdadeiras obras-primas da evolução – mas o processo é ausente Mutações, anormalidades e fusões estranhas da perfeição podem causar uma variedade de defeitos congênitos e outros tipos de estranhezas biológicas (como quimerismo).
Agora, em um novo estudo publicado na revista Comunicação da naturezaUma equipe de cientistas (do Centro de Regulação Genômica em Barcelona, Espanha, e da Harvard Medical School em Boston) identificou uma “fraqueza” no DNA que pode causar mutações em mosaico – um subconjunto de mutações pós-zigóticas que podem criar diferentes linhas celulares dentro de um indivíduo. A região vulnerável está localizada nos primeiros 100 pares de bases após o início do gene, conhecida como local de início da transcrição (TSS).
“Essas sequências são altamente propensas a mutações e estão entre as regiões funcionalmente mais importantes de todo o genoma humano, incluindo sequências codificadoras de proteínas”, disse a autora sênior do estudo, Donette Weghorn, do Centro de Regulação Genômica. em comunicado à imprensa. “Encontrar uma nova fonte de mutações, especialmente aquelas que afetam o genoma humano, não acontece com muita frequência”.
Os autores descobriram que essas mutações em mosaico geralmente ocorriam após a concepção, nos estágios iniciais da divisão celular do embrião. É semelhante ao quimerismo em alguns aspectos, mas a mutação em mosaico ocorre a partir de um único zigoto, enquanto o quimerismo geralmente envolve a fusão de dois óvulos fertilizados que produzem linhas celulares diferentes.
Embora as células quimera estejam geralmente presentes em todo o corpo, estas mutações em mosaico não estão distribuídas uniformemente, razão pela qual não foram detectadas até agora. Na verdade, uma pessoa portadora dessas mutações pode nunca perceber devido à falta de sintomas. No entanto, se os descendentes herdarem estas alterações genéticas, elas podem ser transmitidas a todas as células vivas e causar uma variedade de problemas e defeitos de saúde.
Para descobrir esta vulnerabilidade bem escondida, os cientistas confiaram em Banco de dados de agregação de genoma (que coleta dados genômicos de vários projetos de sequenciamento humano) e o UK Biobank para gerar um conjunto de aproximadamente 225.000 locais de início de transcrição. Esses dados foram então cruzados com onze estudos familiares que forneceram especificamente detalhes sobre mutações em mosaico. Dentro dessas regiões vulneráveis do TSS, os pesquisadores encontraram mutações na região inicial de genes que afetam o câncer, a função cerebral e o desenvolvimento anormal de órgãos.
Felizmente, há boas notícias. Formas raras de mutação (geralmente indicando uma alteração genética recente) apresentam uma concentração particularmente forte de mutações, mas essas alterações são reduzidas nas formas mais comuns. Isto sugere que a seleção natural remove gradualmente estas mutações e que, após gerações, em famílias específicas, elas eventualmente desaparecem completamente.
Esta pesquisa poderia ajudar a melhorar o estudo desafiador das mutações em mosaico, que são mais difíceis de identificar do que as mutações presentes em cada célula-mãe. Ele também pode ajustar os modelos de mutação do genoma, o que pode atualmente definir o número de mutação da linha de base nessas regiões do TSS muito baixo e, assim, alterar os resultados do modelo.
“Se um modelo não sabe que a região é naturalmente rica em mutações, pode esperar 10 mutações, mas observar 50. Se a linha de base correta for 80, então 50 significa menos do que o esperado e é um sinal de que mutações deletérias estão a ser removidas pela seleção natural”, disse Weghorn num comunicado de imprensa. “Você perderá completamente a importância desse gene.”
Os primeiros momentos de existência de um zigoto são um caos e uma pressão crescente para crescer, dividir e crescer novamente. Embora as células muitas vezes possam reparar erros que surgem, alguns erros são deixados para trás. Agora, os cientistas têm uma área totalmente nova para analisar ao tentar resolver um mistério de mutação.
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