O estudo de EMBL revela o desacoplamento entre a topologia da cromatina e a expressão genética

Pensamento longo dos biólogos moleculars esse domínios no controle de organização do 3D do genoma como os genes são expressados. Após ter estudado cromossomas altamente rearranjados em moscas de fruto, os pesquisadores de EMBL revelam agora que quando esta for a caixa para alguns genes, seus resultados desafiam a generalidade deste para muito outro. Seus resultados, publicados na genética da natureza o 15 de julho, revelam um desacoplamento entre a organização do genoma 3D - topologia igualmente chamada da cromatina - e a expressão genética.

O estudo de EMBL revela o desacoplamento entre a topologia da cromatina e a expressão genética
As pirâmides representam domínios da cromatina no selvagem-tipo situação. A reflexão na água abaixo representa os rearranjos nos cromossomas da mosca de fruto do mutante. À primeira vista as paisagens (reguladoras) olham muito similares, mas há uns lotes das mudanças à topologia, no entanto estes têm pouco impacto na natureza da paisagem (expressão genética). IMAGEM: Beata Edyta Mierzwa em colaboração com EMBL.

Nossos cromossomas são divididos em compartimentos em domínios. As regiões reguladoras do ADN que controlam a expressão genética - realçadores assim chamados - são ficadas situadas frequentemente nos mesmos domínios da cromatina (chamados topològica domínios associados) como seus genes do alvo. Até agora, há um número de exemplos interessantes onde os domínios restringem a actividade dos realçadores somente aos genes dentro de seu domínio.

Para testar mais sistematicamente a generalidade destes resultados, os pesquisadores dos grupos do estádio e do Korbel em EMBL aproveitaram-se de ferramentas genéticas na mosca de fruto para estudar cromossomas altamente rearranjados do mutante. O Ghavi-Leme de Yad, Alek Jankowski, Sascha Meiers e os colegas encontraram que as mudanças em domínios da cromatina não eram com carácter de previsão das mudanças na expressão genética. Isto significa que além dos domínios, deve haver outros mecanismos no lugar que controlam a especificidade das interacções entre realçadores e seus genes do alvo.

Agitando o dogma

Estes resultados questionam a generalidade de um dogma actual no campo, os domínios dessa cromatina (TADs) são essenciais forçar e restringir a função do realçador.

Nós podíamos mostrar que as mudanças importantes na organização 3D do genoma tiveram surpreendentemente pouco efeito na expressão da maioria de genes, pelo menos neste contexto biológico. Os resultados indicam aquele quando alguns genes forem afetados, muitos parecem resistentes aos rearranjos em seu domínio da cromatina, e aquele somente uma fracção pequena dos genes é sensível a tais mudanças em sua topologia.”

Estádio de Eileen, líder do grupo de EMBL que conduziu o estudo

Os realçadores não são aquele promíscuo

Isto levanta muitas perguntas interessantes no campo da topologia da cromatina, por exemplo: que são estes outros mecanismos que controlam as interacções entre realçadores e seus genes do alvo? Muitos realçadores não parecem ser promíscuos: não ligam apenas a nenhum gene do alvo, mas um pouco preferiram sócios. A equipe continuará a dissecar esta usando a genética, o optogenetics (uma técnica para controlar a actividade da proteína com laser) e as aproximações da único-pilha. Isto permitirá que estudem o impacto de muito mais perturbação à topologia da cromatina em cis e no transporte.

Source:
Journal reference:

Ghavi-Helm, Y. et al. (2019) Highly rearranged chromosomes reveal uncoupling between genome topology and gene expression. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-019-0462-3.