Cuidar de um jardim dá muito trabalho. Pense nisso pela perspectiva das plantas. Cada planta depende de processos genéticos finamente ajustados para transmitir cópias exatas de seus cromossomos para as gerações futuras. Esses processos às vezes envolvem bilhões de peças móveis. Mesmo a menor perturbação pode ter um efeito cascata. É por isso que é bom para plantas como a Arabidopsis thaliana ter um plano B.
„A cada divisão celular, os cromossomos devem ser divididos com precisão“, explica Rob Martienssen, professor do Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) e pesquisador do HHMI. „Para que isso aconteça, cada cromossomo tem um centrômero. Em plantas, os centrômeros controlam a divisão dos cromossomos com a ajuda de uma molécula chamada DDM1.“
Martienssen descobriu o DDM1 em 1993 com uma equipe que incluía Tetsuji Kakutani, então pós-doutorando do bolsista do CSHL Eric Richards. Kakutani e Martienssen se reuniram recentemente para investigar uma questão que pairava há 30 anos. Quando os humanos perdem sua versão do DDM1 , os centrômeros não conseguem se dividir uniformemente. Isso leva a uma doença genética grave chamada síndrome ICF. Mas se a molécula é tão importante, por que a Arabidopsis não é afetada quando o DDM1 é perdido?
„Perguntamo-nos por que seria tão diferente. Cerca de 10 anos depois, descobrimos que a função do centrômero em leveduras é controlada por pequenos RNAs. Esse processo é chamado de RNAi. As plantas, na verdade, têm tanto DDM1 quanto RNAi. Então pensamos: ‚Vamos isolar esses dois em Arabidopsis para ver o que acontece.‘ Fizemos isso e, de fato, as plantas pareciam realmente horríveis“, explica Martienssen.
Em um exame mais detalhado, a equipe descobriu que um único transposon no cromossomo 5 era responsável pelos defeitos. Transposons se movem pelo genoma, ligando e desligando genes. Em Arabidopsis , eles acionam DDM1 ou RNAi para ajudar na divisão do centrômero. No entanto, quando DDM1 e RNAi estão ausentes, o processo é interrompido.
„Encontramos apenas algumas cópias desse transposon em outros lugares do genoma“, diz Martienssen. „Mas o centrômero do cromossomo 5 estava infestado com essas coisas. Pensamos: ‚Uau, ok, isso pode ser mesmo.‘ Então começamos a trabalhar em como restaurar a função saudável.“
Martienssen e o principal autor do estudo, Atsushi Shimada, desenvolveram moléculas chamadas pequenos RNAs em forma de alfinete, que visam os transposons.
„Esses RNAs pequenos compensam a perda de DDM1. Eles reconheceram cada cópia do transposon no centrômero e, surpreendentemente, restauraram a função do centrômero. As plantas, portanto, voltaram a ser férteis. Elas formaram sementes. Elas pareciam muito melhores“, explica Martienssen.
Claro, não se trata apenas de plantas. Em humanos, a divisão desigual do centrômero está associada a doenças como a ICF e a progressão precoce do câncer. Martienssen espera que o trabalho de sua equipe um dia possa levar a melhores opções de tratamento para essas e outras doenças.
https://www.nature.com/articles/s41477-024-01773-1
