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31/12/2001
-
07h02
free-lance para a Folha
A publicação do rascunho do genoma humano foi um dos marcos da ciência neste ano. Mas limitações técnicas fazem com que algumas regiões do código genético de homens e outros seres vivos permaneçam desconhecidas.
Novas peças desse desafio genético podem agora ser descobertas, com um novo método desenvolvido com base em rejeitos do mapeamento do DNA de drosófila (moscas-das-frutas).
O estudo foi feito com cromossomo Y (que define o sexo masculino) desses animais e pode ser aplicado ao sequenciamento do DNA de outros organismos. A pesquisa permitiu, ainda, a identificação de oito genes novos do cromossomo Y da Drosophila melanogaster, da qual se conhecia apenas um gene até o ano passado. Os resultados também ajudam a compreender a evolução do cromossomo Y de seres humanos, ainda pouco conhecida.
A conquista é de Antonio Bernardo de Carvalho, do Departamento de Genética da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e Andrew Clark, da Universidade Estadual da Pensilvânia (EUA), com colaboração da mestranda Maria Vibranovski, também da UFRJ.
As limitações do passado
A informação genética está contida no DNA, longa sequência de moléculas menores chamadas nucleotídeos. Há quatro tipos de nucleotídeo (conhecidos pelas letras A, T, C e G) e o objetivo dos projetos genoma é basicamente obter a sequência em que esses ocorrem no DNA.
Os equipamentos de sequenciamento, em geral, são capazes de ler apenas pedaços pequenos do DNA, de no máximo 700 nucleotídeos. Mas um cromossomo de drosófila tem entre 20 milhões e 50 milhões dessas letras.
Grosso modo, o que se faz no sequenciamento é quebrar aleatoriamente o DNA em pedacinhos. A sequência de nucleotídeos de cada um desses fragmentos é identificada pelo equipamento e o DNA é então remontado, como em um quebra-cabeça.
O problema é que o DNA tem vários trechos repetitivos -na espécie humana, por exemplo, cerca de metade do genoma é assim. E fica difícil montar um quebra-cabeça com tantas peças iguais.
Algumas dessas repetições ocorrem no meio dos genes, nos íntrons. Até agora, não havia métodos que permitissem a identificação de genes em determinadas regiões dos cromossomos (as chamadas regiões heterocromáticas), justamente por causa do DNA repetitivo dos íntrons. O método de Carvalho e Clark resolve o problema
Íntrons gigantes
O Y de humanos e de drosófilas tem uma particularidade em relação aos demais cromossomos: inclui uma grande quantidade de sequências repetitivas nos íntrons. No caso das drosófilas, ele contém íntrons gigantes.
A finalização do sequenciamento do genoma da Drosophila melanogaster foi anunciada em 2000. Quando questionados por Carvalho se tinham sido identificadas sequências relacionadas ao cromossomo Y, pesquisadores do projeto disseram que não. "Eu sabia que os genes do cromossomo Y estavam ali e suspeitei que os pesquisadores apenas não tinham conseguido identificá-los, por causa dos íntrons gigantes", conta Carvalho. Foi o ponto de partida para o estudo.
Na ocasião, Carvalho teve acesso a um trabalho que identificou 3.000 RNAs mensageiros (mRNA) de testículos. O mRNA é uma cópia de parte do DNA na qual estão presentes os genes. Por virem dos testículos, pelo menos parte daqueles mRNA era cópia de genes do cromossomo Y.
O que Carvalho e Clark fizeram foi cruzar as informações desses mRNA com os dados do genoma da drosófila. Em particular, eles centraram a atenção nas sequências que foram deixadas de lado no mapa genético da mosca. Como resultado, conseguiram identificar sequências provenientes do cromossomo Y.
A partir daí, os pesquisadores conseguiram criar um método que permite distinguir pedaços de DNA pertencentes a um mesmo gene que, em geral, aparecem separados nos resultados obtidos em projetos de mapeamento genético. Com isso, podem identificar genes presentes em áreas repetitivas do genoma.
Os benefícios da pesquisa não se limitam ao cromossomo Y. "A técnica que desenvolvemos é uma nova ferramenta que permite identificar genes localizados em regiões heterocromáticas do genoma de diferentes organismos, que até agora eram deixadas de lado", defende Carvalho.
Brasileiro cria método para caçar genes
LUISA MASSARANIfree-lance para a Folha
A publicação do rascunho do genoma humano foi um dos marcos da ciência neste ano. Mas limitações técnicas fazem com que algumas regiões do código genético de homens e outros seres vivos permaneçam desconhecidas.
Novas peças desse desafio genético podem agora ser descobertas, com um novo método desenvolvido com base em rejeitos do mapeamento do DNA de drosófila (moscas-das-frutas).
O estudo foi feito com cromossomo Y (que define o sexo masculino) desses animais e pode ser aplicado ao sequenciamento do DNA de outros organismos. A pesquisa permitiu, ainda, a identificação de oito genes novos do cromossomo Y da Drosophila melanogaster, da qual se conhecia apenas um gene até o ano passado. Os resultados também ajudam a compreender a evolução do cromossomo Y de seres humanos, ainda pouco conhecida.
A conquista é de Antonio Bernardo de Carvalho, do Departamento de Genética da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e Andrew Clark, da Universidade Estadual da Pensilvânia (EUA), com colaboração da mestranda Maria Vibranovski, também da UFRJ.
As limitações do passado
A informação genética está contida no DNA, longa sequência de moléculas menores chamadas nucleotídeos. Há quatro tipos de nucleotídeo (conhecidos pelas letras A, T, C e G) e o objetivo dos projetos genoma é basicamente obter a sequência em que esses ocorrem no DNA.
Os equipamentos de sequenciamento, em geral, são capazes de ler apenas pedaços pequenos do DNA, de no máximo 700 nucleotídeos. Mas um cromossomo de drosófila tem entre 20 milhões e 50 milhões dessas letras.
Grosso modo, o que se faz no sequenciamento é quebrar aleatoriamente o DNA em pedacinhos. A sequência de nucleotídeos de cada um desses fragmentos é identificada pelo equipamento e o DNA é então remontado, como em um quebra-cabeça.
O problema é que o DNA tem vários trechos repetitivos -na espécie humana, por exemplo, cerca de metade do genoma é assim. E fica difícil montar um quebra-cabeça com tantas peças iguais.
Algumas dessas repetições ocorrem no meio dos genes, nos íntrons. Até agora, não havia métodos que permitissem a identificação de genes em determinadas regiões dos cromossomos (as chamadas regiões heterocromáticas), justamente por causa do DNA repetitivo dos íntrons. O método de Carvalho e Clark resolve o problema
Íntrons gigantes
O Y de humanos e de drosófilas tem uma particularidade em relação aos demais cromossomos: inclui uma grande quantidade de sequências repetitivas nos íntrons. No caso das drosófilas, ele contém íntrons gigantes.
A finalização do sequenciamento do genoma da Drosophila melanogaster foi anunciada em 2000. Quando questionados por Carvalho se tinham sido identificadas sequências relacionadas ao cromossomo Y, pesquisadores do projeto disseram que não. "Eu sabia que os genes do cromossomo Y estavam ali e suspeitei que os pesquisadores apenas não tinham conseguido identificá-los, por causa dos íntrons gigantes", conta Carvalho. Foi o ponto de partida para o estudo.
Na ocasião, Carvalho teve acesso a um trabalho que identificou 3.000 RNAs mensageiros (mRNA) de testículos. O mRNA é uma cópia de parte do DNA na qual estão presentes os genes. Por virem dos testículos, pelo menos parte daqueles mRNA era cópia de genes do cromossomo Y.
O que Carvalho e Clark fizeram foi cruzar as informações desses mRNA com os dados do genoma da drosófila. Em particular, eles centraram a atenção nas sequências que foram deixadas de lado no mapa genético da mosca. Como resultado, conseguiram identificar sequências provenientes do cromossomo Y.
A partir daí, os pesquisadores conseguiram criar um método que permite distinguir pedaços de DNA pertencentes a um mesmo gene que, em geral, aparecem separados nos resultados obtidos em projetos de mapeamento genético. Com isso, podem identificar genes presentes em áreas repetitivas do genoma.
Os benefícios da pesquisa não se limitam ao cromossomo Y. "A técnica que desenvolvemos é uma nova ferramenta que permite identificar genes localizados em regiões heterocromáticas do genoma de diferentes organismos, que até agora eram deixadas de lado", defende Carvalho.
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