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CRISPR, EDITANDO O GENOMA E RASTREANDO O DESENVOLVIMENTO DE UM ORGANISMO

CRISPR, EDITANDO O GENOMA E RASTREANDO O DESENVOLVIMENTO DE UM ORGANISMO

Edição Vol. 3, N. 11, 06 de Junho de 2016

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2016.06.06.003

Cientistas da UCLA, liderados pelo prof Dr Jay Shendure, criaram um “gravador genético”, que lhes permitem rastrear o conteúdo da história de uma célula individual e descobrir suas exatas origens de desenvolvimento. Este novo método, que só foi possível, com o resultado do desenvolvimento relativamente recente da poderosa técnica de edição gênica, a CRISPR, tem o potencial de alterar as nossas percepções e o que nós pensamos que sabemos sobre como os organismos se desenvolvem (1) (veja mais em www.nanocell.org.br/terapia-genica-editando-genomas-para-curar-doencas/). 

Como um embrião que se desenvolve, as células que o compõem tornam-se cada vez mais especializadas, assim como o embrião que se torna mais velho e o organismo atinge a maturidade. Isto significa que, por exemplo, enquanto uma célula da pele e uma célula de sangue podem ter começado como uma célula única e que poderia tornar-se numa ou noutra, e à medida que se desenvolvem descendentemente, suas respectivas vias são então impedidas de comutação ou de se trocarem. Este processo acontece com todos os tipos de tecidos no corpo, e rastrear isso é de grande interesse para os biólogos do desenvolvimento (Figura 1).

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Figura 1: De uma única célula para todo o corpo. Fonte: http://manashsubhaditya.blogspot.com.br/2012/06/cell-cells-are-units-of-animal-and.html

Tem havido muitas tentativas de traçar as origens das células, e acompanhar como elas se desenvolvem direcionando para como um organismo desenvolve-se, mas todas elas têm algumas limitações. Um certo método utiliza corantes para rastrear a criação de células filhas, mas isto não permite o conhecimento em detalhes das relações entre as células subsequentes. Este é o ponto onde a nova técnica se apresenta, como os pesquisadores foram capazes de pegar qualquer célula no peixe-zebra adulto (um peixe que é comumente usado como modelo de estudo do desenvolvimento), e, em seguida, trabalhar no sentido oposto, para trás, criando efetivamente uma “árvore genealógica” da célula.

Ele funciona através da introdução de um pedaço do DNA no genoma do embrião do peixe. Este trecho de material genético contém uma certa quantidade de “pontos de edição” que podem então ser alterados de acordo com que as células se dividem e crescem. Uma seção de DNA acumula mutações e sofre modificações, que acaba por criar um “código de barras”, que acompanha a progressão da célula. Ao olhar para estas edições, e seu padrão no DNA, os pesquisadores são então capazes de trabalhar retroativamente e averiguar sua linhagem até este ponto (2).

Isto marca as células de forma única e indelével com um “código de barras”, que é herdado no DNA. Isto significa que você pode usar o código de barras para rastrear toda a progênie de células com códigos de barras. “Também é possível olhar para órgãos individuais – dizer que o olho esquerdo ou o olho direito, ou as brânquias ou o coração, e a verdadeira surpresa é que, em todos os órgãos que verificarmos, a maioria do órgão veio de apenas um punhado de células progenitoras.” (2).

Isto foi demonstrado quando eles estavam estudando as linhagens que passaram a criar, ou diferenciar, as células do sangue. Mesmo que os pesquisadores tenham sido capazes de identificar mais de mil linhagens em todo o peixe zebra, apenas cinco delas deram origem às células do sangue, um número surpreendentemente pequeno. Espera-se que, usando essa nova técnica, os pesquisadores serão capazes de rastrear como tecidos normais, doentes, e até mesmo tecidos cancerígenos são formados e mantidos.

Fonte: Science Mag

Referências

1.Resende RR. CRISPR: A TÉCNICA DE ENGENHARIA GENÉTICA QUE PODE MUDAR O MUNDO! Nanocell News. 2016;3(7).

2.McKenna A, Findlay GM, Gagnon JA, Horwitz MS, Schier AF, Shendure J. Whole organism lineage tracing by combinatorial and cumulative genome editing. Science. 2016.

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