Os biólogos estudaram a funcionalidade de uma categoria pouco compreendida de genes, que produzem não codificantes de ARN longas moléculas, em vez de proteínas. Alguns desses genes foram conservados ao longo da evolução, e estão presentes em 11 espécies que variam de homem para sapo. A pesquisa foi levar na Universidade de Lausanne , em parceria com a EPFL e do Instituto Suíço de Bioinformática (SIB-SIB). Foi publicado hoje na revista Nature.
O papel "clássica" de um gene é produzir proteínas, que são essenciais para o funcionamento das células. No entanto, os nossos genomas também codificam genes que produzem longos RNAs não-codificantes , cujas funções são mais misteriosos. No entanto, uma vez que quatro ou cinco anos atrás, sabemos que milhares destes genes ainda pouco conhecidos estão presentes nos genomas humano e do rato. Como e em que órgãos são ativados? É este o "matéria escura" biológico muito barulho por nada ou há algo mais interessante para ele?
Uma equipe liderada pelo professor Henrik Kaessmann no Centro de UNIL for Integrative Genomics (CIG) compilou um catálogo autêntico de longos RNAs não-codificantes em onze espécies. Ao adotar uma abordagem evolutiva, eles descobriram que cerca de 2500 longos RNAs não-codificantes apareceu pela primeira vez pelo menos 90 milhões de anos atrás no ancestral comum da maioria dos mamíferos placentários . De um ponto de vista funcional, estes genes "antigas" acabou por ser particularmente interessante.
Primeiro autor do artigo da Nature, Anamaria Necsulea, cientista do Laboratório de genômica de desenvolvimento da EPFL, alargou o âmbito da investigação sobre estes longos RNAs não-codificantes de seis espécies de primatas (homem, macacos, chimpanzés, bonobos, gorilas e orangotangos) , e do rato, gambá (um mamífero marsupial), ornitorrinco (um mamífero monotreme que põe ovos e enfermeiros sua jovens com leite), bem como a um "grupo externo", composta por uma ave (frango) e um anfíbio (sapo) . O ancestral comum de todas essas espécies remonta mais de 350 milhões de anos.
Os biólogos usaram a plataforma genômica CIG e do centro de computação Vital-IT no Instituto Suíço de Bioinformática para identificar longos RNAs não-codificantes em vários órgãos principais das 11 espécies sob escrutínio. "Graças a bioinformática, descobrimos RNA seqüências produzidas a partir de locais do genoma onde há genes haviam sido anteriormente mapeados ", disse ela. "Em seguida, analisamos esses genes para descobrir se ou não codificado proteínas. Assim, pudemos identificar entre 3000 e 15000 genes de RNA não-codificantes longas, dependendo da espécie."
Na segunda etapa da pesquisa, uma comparação entre as diferentes espécies permitiu aos cientistas para identificar o surgimento desses genes na história evolutiva. Enquanto 11.000 longos RNAs não-codificantes são compartilhados por todos os primatas, 2500 voltar a um ancestral comum ao homem e mouse, cerca de 90 milhões de anos atrás. Apenas uma centena de genes deste tipo tronco a partir de um ancestral comum a todos os onze espécies consideradas, incluindo aves e anfíbios. "Uma das nossas principais conclusões é que a atividade desses genes não codificantes é controlado pelos mesmos fatores de transcrição que regulam a atividade dos genes codificadores de proteínas. Ainda mais surpreendentemente, descobrimos que as 2.500 mais antigos genes de RNA não-codificantes longos são regulados por fatores que são importantes para o desenvolvimento embrionário. Isto sugere que, entre os 2.500 longos RNAs não-codificantes conservadas durante a evolução dos mamíferos placentários, uma grande porcentagem pode funcionar especificamente no desenvolvimento embrionário ".
A terceira fase da pesquisa permitiu que os cientistas para destacar uma rede de interações (especificamente, as interações co-expressão, ou seja: os genes são ativados nos mesmos órgãos ou tipos celulares), envolvendo ambos os RNAs não-codificadores longos e genes codificadores de proteínas. Por exemplo, eles descobriram que alguns genes não codificantes estão fortemente associados a genes codificadores de proteínas envolvidas em funções cerebrais ou na espermatogénese, o que sugere funções semelhantes para estes genes de RNA longas não-codificantes.
No caso do gene H19X - um dos mais antigos genes de RNA longo noncoding identificados neste estudo - a sua associação para gene H19 dos mamíferos placentários (que foi o primeiro RNA não-codificante longo identificou anos) ajudado a revelar o seu funcionamento "O H19 impede a placenta de excessivamente crescendo dentro do útero da mãe", disse Anamaria Necsulea."Podemos supor que H19X também contribui para esta função. Nós agora planeja desativar esse gene em camundongos para testar suas funções na placenta."
Entre as subcategorias de genes de RNA produzir, são esses genes RNA longas mais útil do que a que inicialmente parecia? Ao segui-los em 11 espécies diferentes, este novo estudo de escala sem precedentes sugere que alguns de "matéria escura" dos nossos genomas podem desempenhar um papel no desenvolvimento e funcionamento dos órgãos mais vitais do nosso corpo. Estudos experimentais futuros esclarecer melhor o papel desses genes que acabaram de revelar os seus primeiros segredos para nós.
The Daily Galaxy via EPFL
Crédito de imagem: cortesia JFantasy, Wikimedia Commons
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