O ADN ambiental danificado pode contribuir à diversidade genética humana

Na introdução deste mês da pesquisa principal do genoma do jornal científico, os cientistas da universidade de Kyushu relatam como o ADN ambiental danificado pode contribuir à diversidade genética humana.

Descrevem a co-ocorrência de um nucleobase aberrante, chamada o oxoguanine 8 (8-oxoG), com as regiões genomic enriquecidas na recombinação meiotic “pontos quentes” e únicos polimorfismo do nucleotide (SNPs). Os resultados têm implicações para compreender a interacção entre a herança e o ambiente em dar forma à variação fenotípica humana.

O ADN humano barraged constantemente por uma variedade de agentes ambientais, incluindo a luz UV e os produtos químicos, assim como pelas espécies reactivas do oxigênio (ROS), que são produzidas como byproducts de reacções metabólicas normais ou como executores moleculars da defesa do anfitrião. Estes agentes podem fazer com que os nucleobases no ADN submetam-se espontâneamente a uma transformação química conhecida como a oxidação. 8-oxoG é um formulário oxidado da guanina comum do nucleobase (g), e quando actual no genoma, pode formar um base-par não convencional com adenina (a). Quando a réplica do ADN ocorre, a adenina anormalmente colocada está emparelhada com um thymine (T) em vez da guanina original, desse modo tendo por resultado uma mudança permanente do nucleobase.

Se pôde intuitiva esperar a distribuição dos nucleobases 8-oxoG aberrantes ser distribuído aleatòria durante todo o genoma, mas em seu estudo novo, o Dr. Yusaku Nakabeppu e seus colegas demonstraram de outra maneira. Nakabeppu teamed acima com afastamento cilindro/rolo. Mizuki Ohno e Tomofumi Miura, entre outros, para investigar a distribuição de 8-oxoG em propagações de cromossomas humanos normais com os anticorpos fluorescente etiquetados que anexaram especificamente a 8-oxoG posicionam. Intrigantemente, ponto-como sinais fluorescentes não cobriu os cromossomas uniformemente mas um pouco, exibido uma polarização impressionante para as regiões cromossomáticas que contêm umas taxas de recombinação meiotic mais altas e umas densidades de SNP. Além disso, a distribuição e a intensidade de 8-oxoG eram notàvel similares em indivíduos diferentes.

“Nós sugerimos que a acumulação 8-oxoG em uma região particular de um cromossoma cause a recombinação meiotic,” dizemos Nakabeppu. “Nossa teoria é apoiada pelos estudos que mostram que as enzimas envolvidas no reparo de dano oxidativo do ADN podem igualmente induzir a recombinação homólogo. Estas enzimas são expressadas altamente no ovário e no testículo, onde a recombinação meiotic ocorre normalmente. Além disso, as taxas de recombinação meiotic nas fêmeas são significativamente mais altas do que nos homens, provavelmente porque os oocytes são expor ao esforço oxidativo por uns períodos de tempo mais longos do que são os espermatócitos.”

A distribuição desigual de SNPs através do genoma humano foi documentada por algum tempo, mas as causas destas substituições do nucleobase e dos factores que determinam sua distribuição são pela maior parte desconhecidas. Nakabeppu, conseqüentemente, igualmente sugere que 8-oxoG, devido a seu potencial mutagénico, possa contribuir à formação de SNPs.

Mas por que a aglomeração de 8-oxoG?

“Os factores que determinam a distribuição de 8-oxoG são ainda desconhecidos,” explicam Nakabeppu. “Se pode certamente argumentir que deve haver um outro factor que aumente coincidente a taxa de recombinação ou a formação de SNPs além do que a acumulação de 8-oxoG em uma região particular do cromossoma. As estruturas locais dos cromossomas e a sua réplica ou transcrição puderam ajudar a determinar a distribuição de 8-oxoG, mas a análise mais aprofundada é exigida compreender inteiramente o relacionamento mecanicista entre 8-oxoG, recombinação, e mutagênese.