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Os vírus jogam um papel evolucionário chave na capacidade dos mamíferos para reproduzir e sobreviver

Como as precipitações do mundo para controlar a pandemia crescente do coronavirus COVID-19, a pesquisa nova na biologia estrutural & molecular da natureza mostra que os vírus igualmente jogam um papel evolucionário chave na capacidade dos mamíferos para reproduzir e sobreviver.

Os cientistas no instituto perinatal das crianças de Cincinnati e na universidade de Azabu em Japão obtiveram seus dados estudando ratos do laboratório e pilhas humanas do germline.

Em dois papéis separados que aparecem na mesma edição do jornal, revelam dois processos distintos e do fundamento que são a base de transcriptomes do germline. Igualmente mostram que os transcriptomes espécie-específicos estão ajustados por retroviruses endógenos no germline mamífero

Os transcriptomes de Germline incluem todo o RNA de mensageiro nas pilhas do germline, que contêm a metade masculina ou fêmea dos cromossomas passados sobre como o material genético herdado à prole quando as espécies se acoplam. Isto significa que os transcriptomes do germline definem o carácter original do esperma e do ovo para se preparar para a próxima geração de vida.

Embora os estudos sejam separados complementam um outro, de acordo com Satoshi Namekawa, PhD, investigador principal em papéis e em um cientista na divisão da ciência reprodutiva em crianças de Cincinnati.

“Uns papel, Maezawa e Sakashita e outros, exploram os super-realçadores, que são elementos reguladores robustos e evolutiva conservados do gene no genoma. Abastecem uma explosão firmemente regulada de genes essenciais do germline como o começo do esperma para formar,” Satoshi Namekawa, PhD, investigador principal

“O segundo estudo, Sakashita e outros, envolve os retroviruses endógenos que actuam como um outro tipo do realçador - elementos reguladores do gene no genoma - para conduzir a expressão de genes recentemente evoluídos. Isto ajuda a ajustar transcriptomes espécie-específicos nos mamíferos como seres humanos, ratos, e assim por diante.

Importância clínica

Junto os estudos têm ramificação potenciais significativas para a prática clínica, de acordo com os autores do estudo, que incluem uma mistura multidisciplinar de biólogos, de bioinformaticians e de immuno-biólogos desenvolventes. Dysregulation da expressão genética na formação do esperma masculino é associado pròxima com a infertilidade e os defeitos congénitos masculinos.

Os vírus, os retroviruses especialmente endógenos (ERVs) que são uma parte inerente da biologia mamífera, podem dramàtica influenciar a expressão genética, os investigador relatam. ERVs é restos moleculars dos retroviruses que contaminam o corpo e o incorporam ao longo do tempo no genoma.

O que nós aprendemos de nosso estudo é que, geralmente, os vírus têm maiores protagonismo em conduzir a evolução. A longo prazo, os vírus têm impactos positivos a nossa evolução do genoma e da forma.”

Satoshi Namekawa, PhD, investigador principal

interruptor do Super-realçador

O estudo, o Maezawa e o Sakashita e outros, o teste biológico combinado de modelos do rato e as pilhas humanas do germline com biologia computacional, incluindo o perfilamento genoma-largo de elementos reguladores do gene em pilhas do germline.

Aqueles testes revelaram que o a reorganização genoma-larga de explosões das movimentações dos super-realçadores da expressão genética do germline depois que as células germinais incorporam a meiose, um formulário especializado da divisão de pilha que produz o genoma haploid de células germinais.

O estudo mais adicional demonstra o processo molecular com o interruptor do whichsuper-realçador ocorre em células germinais. os Super-realçadores são regulados por duas moléculas que actuam como interruptores de controle da gene-explosão - o factor A-MYB e SCML2 da transcrição, uma proteína de silêncio crítica na formação do esperma.

TEs e genes de salto

Os retroviruses endógenos são um grupo de elementos transposable (TEs), os elementos genéticos móveis que esclarecem aproximadamente 40-50 por cento de um genoma mamífero dado. Igualmente referido como de “genes salto,” TEs tem sido considerado por muito tempo ameaças genéticas porque a transposição pode ser prejudicial se, por exemplo, o processo interrompe genes da proteína-codificação.

A construção em resultados dos anos 50 que TEs pode funcionar como elementos reguladores genéticos, Namekawa e seus colaboradores (Sakashita e outros) produziu a exibição dos dados que os mecanismos ERV-conduzidos ajudam a ajustar transcriptomes espécie-específicos.

Source:
Journal reference:

Maezawa, S., et al. (2020) Super-enhancer switching drives a burst in gene expression at the mitosis-to-meiosis transition. Nature Structural & Molecular Biology. doi.org/10.1038/s41594-020-0488-3.