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Os pesquisadores derramaram a luz na reorganização do genoma após a fecundação no embrião mamífero da único-pilha

Usando pesquisadores recentemente desenvolvidos de um método no instituto da biotecnologia molecular da academia de ciências austríaca (IMBA) puderam derramar a luz na complexidade da reorganização do genoma que ocorre durante as primeiras horas após a fecundação no embrião mamífero da único-pilha. Seus resultados têm sido publicados recentemente na natureza do jornal. A equipe dos pesquisadores (de três continentes) descobriu que os genomas do ovo e do esperma que coexistem no embrião ou no zygote da único-pilha têm uma estrutura original comparada a outras pilhas da interfase. Compreender esta cromatina especializada “estado à terra” tem o potencial fornecer introspecções no contudo no processo misterioso de reprogramming epigenético ao totipotency, a capacidade para causar todos os tipos da pilha.

A fusão do ovo e do esperma, dois tipos altamente diferenciados da pilha, conduz à formação do embrião ou do zygote da único-pilha. Durante as primeiras horas após a fecundação, os dois genomas separados submetem-se a reprogramming os eventos que presumivelmente funcionam para apagar a memória do tipo diferenciado da pilha e estabelecem um estado de totipotency. Os mecanismos que são a base do totipotency permanecem compreendidos deficientemente mas são essenciais para gerar um organismo novo de um ovo fertilizado.

Um avanço principal na genómica da único-pilha

Após a fecundação, os genomas maternos e paternos apagam alguma da memória epigenética dos estados previamente diferenciados a fim facilitar o começo da vida nova como o zygote. No primeiro ciclo de pilha depois que a fecundação o genoma materno herdado do oocyte (ovo) e o genoma paterno fornecido pelo esperma existe como núcleos separados no zygote. Os dois genomas são marcados pelas alterações epigenéticas distintas adquiridas durante reprogramming. Se a estrutura da cromatina 3D dos genomas maternos e paternos é igualmente distinta não foi sabido.

Uma equipe internacional dirigiu por Kikuë Tachibana-Konwalski de IMBA em colaboração com pesquisadores de Massachusetts Institute of Technology (MIT) em Boston e a universidade estadual de Lomonosov Moscovo (MSU) apontou descobrir como a estrutura da cromatina é reorganizada durante o mamífero oocyte--zygote à transição. Usando a próxima geração que arranja em seqüência, a análise da bioinformática e a modelagem matemática executaram pela máxima Imakaev no laboratório de Leonid Mirny, os pesquisadores identificaram os testes padrões específicos que emergem durante a reorganização do genoma em oocytes e em zygotes do rato.
A baixa disponibilidade do material começar fez necessário desenvolver um método novo do único-núcleo Olá!-c (snHi-C) que tornasse possível analisar pela primeira vez a arquitetura da cromatina nos oocytes e nos embriões da único-pilha. Usando este método, as características da organização genomic que incluem compartimentos, topològica associando domínios (TADs) e laços da cromatina foram detectadas em únicas pilhas quando calculadas a média sobre o genoma. “Nosso método permitiu que nós detectassem contactos da cromatina dez vezes mais eficientemente do que um método precedente. Devido a isto nós podíamos encontrar diferenças no genoma que dobra-se no nível de únicas pilhas: estas variações da pilha-à-pilha foram faltadas Olá!-c em convencional devido ao cálculo da média sobre milhões de pilhas,” diz Ilya Flyamer, estudante anterior do verão (VBC) de Viena Biocenter e dominam então o estudante e um dos primeiros autores do estudo.

Comportamento de contraste da cromatina materna e paterno

“Adicionalmente, nós encontramos diferenças originais na organização tridimensional da cromatina dos zygote comparada a outras pilhas da interfase. O que era ainda mais interessante é que os genomas maternos e paternos do zygote parecem ter organizações diferentes dentro da mesma pilha. Parece como a arquitetura da cromatina é reorganizada após a fecundação, e aquela esta reorganização acontece diferencial para o materno e os genomas paternos,” explicaram Johanna Gassler, aluno de doutoramento em IMBA e um dos primeiros autores do estudo.

O autor superior e do grupo de IMBA líder Kikuë Tachibana-Konwalski são fascinados pelos segredos do mamífero oocyte--zygote à transição e têm estudado o milagre da vida, e em particular muito as primeiras etapas moleculars, por muitos anos. Igualmente espera que os resultados gerarão introspecções novas para o campo emergente do totipotency. “Para colocar a potência do zygote no contexto: Reprogramming ao pluripotency pelos factores de Yamanaka toma diversos dias com eficiência limitada, enquanto reprogramming ao totipotency ocorre no zygote dentro das horas. Como esta é as sobras conseguidas uma dos desconhecidos chaves na biologia. Estudando o estado da cromatina de zygotes, nós apontamos ganhar introspecções neste mecanismo, que poderia igualmente ter pedidos para a medicina regenerativa,” dizemos Tachibana-Konwalski, sublinhando seu excitamento para os pedidos potenciais para seu assunto de pesquisa favorito.