Desde que o médico suíço Friedrich Miescher isolou o DNA pela primeira vez em 1869, a ciência embarcou em uma notável trajetória de descobertas genômicas. Um dos marcos mais importantes dessa jornada ocorreu na década de 1940, quando a citogeneticista Barbara McClintock descobriu os elementos transponíveis (TEs), também conhecidos como “genes saltadores”. Décadas depois, o Projeto Genoma Humano revelou que esses elementos compõem cerca de 45% do genoma humano e conseguiram se espalhar ao longo de milhões de anos graças a um mecanismo de “copiar e colar”.
Durante muitos anos, por serem sequências altamente repetitivas e quase idênticas, os TEs foram desprezados como “DNA desprezível”, considerados meros resíduos genéticos de vírus extintos há muito tempo. No entanto, essa visão tem mudado nos últimos anos. Atualmente, os cientistas acreditam que os elementos transponíveis desempenham papéis importantes na função genômica, na evolução dos cromossomos, na especiação e na diversidade biológica. Apesar disso, sua natureza repetitiva continua sendo um obstáculo significativo para a pesquisa aprofundada.
Agora, um novo estudo internacional desenvolveu um método inovador para analisar essas sequências enigmáticas e conseguiu identificar padrões ocultos que influenciam diretamente a expressão gênica.
“Nós já sequenciamos o genoma há bastante tempo, mas ainda desconhecemos a função de muitas das suas partes”, afirmou Fumitaka Inoue, coautor do estudo, em comunicado à imprensa. Compreender os TEs, segundo ele, seria a chave para desvendar um dos maiores mistérios do genoma.
Buscando entender melhor esses elementos, os pesquisadores criaram um novo método para classificá-los. Em vez de utilizar ferramentas tradicionais de anotação, o estudo propôs uma abordagem baseada tanto nas relações evolutivas dos TEs quanto no grau de conservação dessas sequências ao longo do genoma de primatas. Concentrando-se em uma família de sequências chamada MER11, os cientistas conseguiram subdividir o grupo em subgrupos nomeados de MER11_G1 a MER11_G4. O grupo G1 representa as sequências mais antigas do ponto de vista evolutivo, enquanto o G4 é composto pelas mais recentes.
A partir dessa nova classificação, os pesquisadores compararam os subgrupos com marcadores epigenéticos e identificaram que essas divisões pareciam ter função reguladora no genoma, atuando como interruptores para ativar ou desativar a expressão de certos genes, especialmente durante os estágios iniciais do desenvolvimento humano.
No entanto, inferir um padrão é apenas parte do desafio; comprová-lo experimentalmente é outra. Para isso, a equipe utilizou uma técnica chamada “ensaio de repórteres paralelos em massa por lentivírus” (lentiMPRA), que permite medir a atividade de milhares de sequências simultaneamente. Usando células-tronco humanas e células neurais em estágio inicial, os cientistas analisaram 7.000 sequências MER11. Os resultados mostraram que as sequências mais jovens do grupo, as do subgrupo MER11_G4, tiveram o maior impacto na regulação da expressão gênica.
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Segundo o estudo, essas sequências utilizam “motivos reguladores”, pequenos trechos de DNA que influenciam o desenvolvimento e a resposta dos genes. Ao acompanhar a evolução desses elementos, os pesquisadores demonstraram que fragmentos de DNA herdados de vírus antigos ainda exercem funções ativas na forma e no funcionamento do DNA dos primatas.
Mesmo após mais de 150 anos de avanços no estudo do genoma humano, ele continua surpreendendo e revelando segredos que desafiam o conhecimento científico estabelecido.