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Primeiras imagens 3D de cromossomos dissipam a familiar forma de X

Usando poderosa tecnologia de ponta, os pesquisadores revelam pela primeira vez que as verdadeiras estruturas tridimensionais dos cromossomas estão muito distantes da forma em X desfocada e levemente distorcida que muitos de nós conhecemos. Eles são, na verdade, complexos e bastante bonitos.

Em um artigo publicado on-line nesta semana, pesquisadores do Instituto Babraham e da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e do Instituto Weizmann, em Israel, descrevem como, com a ajuda de computadores poderosos e os mais recentes sequenciadores de DNA, produziram visualizações 3D de cromossomos gerando milhares de medições moleculares delas em células individuais.

O financiamento para a nova tecnologia veio do Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas (BBSRC), do Conselho de Pesquisa Médica (MRC) e do Wellcome Trust.

As novas imagens mostram que, na maior parte do tempo, as estruturas cromossômicas têm uma complexidade rica e bela, e também revelam como o DNA dentro delas se dobra.

Estrutura cromossômica de uma única célula Hi-C
As novas imagens 3D mostram um lado mais complexo das estruturas cromossômicas. Crédito: Dr. Peret Fraser. Instituto Babraham.

Os pesquisadores dizem que a familiar forma de X é muito curta na vida de um cromossomo.

O co-autor Dr. Peter Fraser, do The Nuclear Dynamics Program no Instituto Babraham, financiado pelo BBSRC, explica:

“A imagem de um cromossomo, uma bolha de DNA em forma de X, é familiar a muitos, mas esse retrato microscópico do acromossomo na verdade mostra uma estrutura que ocorre apenas transitoriamente nas células – em um ponto em que elas estão prestes a morrer.”

A maioria das células de um organismo não tem cromossomos que se pareçam com a forma de X porque terminaram de se dividir, hesays, acrescentando que:

“Os cromossomos dessas células existem de uma forma muito diferente e, até agora, foi impossível criar imagens precisas de sua estrutura”.

As novas imagens em 3D mostram como a estrutura dos cromossomos e a maneira como seu DNA se desdobra dentro deles estão intimamente ligados a quando e como os genes são expressos, o que afeta diretamente a saúde, a doença e o processo de envelhecimento.

Esta é a primeira vez que estruturas cromossômicas foram geradas com base em medições delas em células individuais. Estudos anteriores calcularam medidas com base em médias de milhões de células.

Fraser diz que essas novas imagens permitem mapear genes específicos e começar a desvendar os princípios do funcionamento dos cromossomos no genoma.

No início deste ano, pesquisadores do Instituto Salk, nos Estados Unidos, revelaram como os cromossomos organizam o DNA durante a divisão celular usando telômeros, tampas moleculares que protegem as extremidades dos cromossomos, como “âncoras”.

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