Além de Watson and Crick

Boas novas!

Aqui, o link para o artigo na Science; abaixo, uma resenhinha!

Ao quebrar o genoma humano em milhões de pedaços e com engenharia reversa a sua disposição, investigadores alcançaram a maior resolução de imagem tridimensional da estrutura do genoma.
A imagem é uma glória fractal que pode ajudar os cientistas a investigar como a forma própria do genoma, e não apenas o seu conteúdo de DNA, afeta o desenvolvimento humano e das doenças.
"Tornou-se claro que a organização espacial dos cromossomos é fundamental para a regulação do genoma", disse o co-autor do estudo Job Dekker, um biólogo molecular na Universidade de Massachusetts Medical School. "Isto abre novos aspectos da regulação de genes que não foram abertas à investigação antes. Ele vai levar um monte de novas questões. "
Tal como é descrito nos livros de biologia básica e da imaginação do público, o genoma humano é embalado em pacotes de DNA e proteínas em 23 cromossomas, dispostos em um X-shaped form ordenadamente dentro de cada núcleo da célula. Mas isso é apenas verdade durante os poucos momentos fugazes quando as células estão prestes a se dividir. O resto do tempo, os cromossomos existem em uma densa e sempre mutável moita. Claro que os seus constituintes são seqüências de DNA agregada, também: Se o genoma poderia ser esticado ponta-a-ponta, teria seis metros de comprimento.

Durante décadas, alguns biólogos célulares suspeitam de que a compressão do genoma não era apenas um mecanismo eficiente de armazenamento, mas ligado à própria função e interacção dos seus genes. Mas isso não foi fácil de estudar: o seqüenciamento do genoma destrói sua forma, e microscópios eletrônicos mal consegue penetrar a sua superfície ativa. Embora seus componentes são conhecidos, verdadeira forma do genoma tem sido um mistério.

"Não há nós. É totalmente unentangled. É como uma bola incrivelmente densa de macarrão, mas você pode retirar algum do macarrão e colocá-los de volta, sem perturbar a estrutura a todos ", disse o biólogo da Universidade de Harvard computacional Erez Lieberman-Aiden, também co-autor do estudo.

Em termos matemáticos, os pedaços do genoma são dobrados em algo semelhante a uma curva de Hilbert, uma de uma família de formas que podem preencher um espaço bidimensional, sem nunca se sobrepõr - e depois fazer o mesmo truque em três dimensões.

Como a evolução chegou a esta solução para o desafio de armazenamento genoma é ainda um mistério. Pode ser uma propriedade intrínseca da cromatina, o DNA e mistura de proteínas a partir do qual os cromossomos são feitos. Mas seja qual for a origem, é mais do que matematicamente elegante. Os pesquisadores também descobriram que os cromossomos têm duas regiões, uma para os genes ativos e outro para os genes inativos, e as curvaturas unentangled permitir que os genes para ser movido facilmente entre eles.

Lieberman-Aiden comparou-os à configuração das linhas de estantes mecanizada encontrada em grandes bibliotecas. "Eles são como pilhas, lado a lado e em cima uns dos outros, sem espaço entre elas. E quando o genoma quer usar um punhado de genes, que abre a pilha. Mas não só abrir a pilha, ele move-lo para uma nova seção da biblioteca ", disse ele.

A segregação dos genes ativos e inativos adiciona à evidência que a estrutura do genoma afeta a função do gene.

"É uma grande descrição da estrutura do núcleo, e se você colocar isso em cima do que fizemos, faz o retrato grande", disse Steven Kosak, um biólogo celular da Universidade Northwestern e co-autor do papel de PNAS de Abril.

"Agora você pode produzir estes mapas do genoma, e sobrepô-los com os achados de varredura genômica da expressão gênica. Você pode realmente começar a perguntar como as mudanças na organização espacial dizem respeito a alterações nos genes de ligar e desligar ", disse Tom Misteli, um biólogo celular do National Cancer Institute, que estuda como falhas na estrutura dos cromossomas transformar células normais em cancerosas.

"É perfeitamente razoável e quase inevitável que a estrutura 3-D do DNA vai influenciar a forma como ela funciona", disse Teri Manolio, diretor do escritório do National Human Genome Research Institute of Population Genomics.

Os pesquisadores também querem estudar a forma como o genoma é alterada. Isso parece acontecer constantemente durante a transição de célula para célula-tronco adultas, e depois, durante a função das células.

"Como há muita variação na estrutura através de tipos de células? O que controla? Exatamente como é que é importante? Nós não sabemos ", disse Dekker. "Esta é uma nova área da ciência".