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INTERRUPTORES GENÉTICOS QUE AFETAM A ALTURA. Agora Você Poderá Ficar Mais Alto!

INTERRUPTORES GENÉTICOS QUE AFETAM A ALTURA. Agora Você Poderá Ficar Mais Alto!

Edição Vol. 5, N. 05, 15 de Janeiro de 2018

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2018.01.28.001

A rede de fatores por trás da altura está se tornando mais clara, graças ao trabalho de cientistas de Harvard. É um investimento que garante a estatura de milhões de pessoas anãs e, se quiserem, homens e mulheres mais altos! Novidades que estarão, em breve, disponíveis pelas nações que investem em ciências! Enquanto as outras deverão desembolsar rios de dinheiro para pagar pelo que não inventaram… Triste país que não tem as ciências como motor central para seu desenvolvimento.

A pesquisa liderada pelo Professor de Biologia Evolutiva Humana Dr Terence D. Capellini e sua equipe de pesquisadores, descobriu centenas de “interruptores” genéticos que influenciam a altura e, em seguida, realizaram testes funcionais que demonstraram exatamente como um interruptor alterou a função de um gene chave envolvido em diferenças de altura (Figura 1). 

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Figura 1: Depois de trabalhar com centenas de “interruptores” genéticos que influenciam a altura, cientistas encontraram um que alterou o gene chave em diferenças de altura. 

Grandes estudos de associação genômica com mais de 250 mil pessoas encontraram cerca de 700 regiões genéticas associadas à altura. Mas, dentro de cada região pode haver muitas variantes de DNA únicas unidas, então existem potencialmente dezenas de milhares de variantes que abrangem essas regiões. A questão é: como você reduz esse número às variantes específicas que influenciam a altura?

O primeiro passo, segundo o Dr Capellini, foi restringir a lista de mais de 60 mil variantes genéticas àqueles envolvidos nas placas de crescimento da cartilagem dos ossos. Para fazer isso, os pesquisadores identificaram nos fêmures (osso longo da “coxa”) do desenvolvimento de regiões de DNA de camundongos que atuaram como “interruptores” regulatórios – ou seja, sequências que levaram os genes próximos a ativar ou desativar.

Capellini e colegas concentraram-se em áreas em que o genoma estava “aberto” ou disponível para transcrição, usando uma técnica chamada ATAC-seq. No entanto, esse processo identificou cada interruptor na célula de cartilagem da placa de crescimento, muitos dos quais não estavam envolvidos no crescimento ósseo, mas sim em processos celulares básicos. Para separar os “interruptores gerais” daqueles relacionados ao crescimento ósseo – e, portanto, altura provável – a equipe realizou o mesmo teste novamente em um tipo de célula diferente e identificou as sequências que estavam abertas em ambos.

Se encontrarmos uma sequência comum aberta em uma célula cerebral e em uma célula de cartilagem, podemos dizer que é provável que ela ative algum gene que possa ser importante para que as células vivam. Então, os pesquisadores filtraram esses, mas não os ignoram completamente, porque eles realmente podem ser importantes.

Enquanto os pesquisadores se concentraram primeiramente nos interruptores específicos do osso _ sabemos que há muitas entradas para a altura, como sobre o comprimento de nossos ossos, mas também sabemos que os hormônios estimulam a altura, a desnutrição pode impactar a altura, entre outras entradas _, então lá podem ter fatores genéticos gerais que influenciam a altura.

Dr Capellini disse que os pesquisadores também realizaram uma série de testes de controle de qualidade para garantir que os interruptores identificados estivessem realmente envolvidos no desenvolvimento de osso e cartilagem, bem como na altura. Então, o co-autor Michael Guo foi capaz de determinar que apenas 900 das 60.000 variantes associadas à altura realmente residem nos interruptores liga/desliga do osso.

Para se certificar de que este processo identificou sinais de altura únicos, Capellini e colegas realizaram análises adicionais.

“Nós pegamos as análises do genoma de outros estudos que não tinham nada a ver com a altura e olhamos para ver se vimos o mesmo sinal, e nós não achamos, o que faz sentido”, disse Capellini. “Nós também olhamos para interruptores de outros tipos celulares para ver se essas variantes genéticas apareciam, e elas não apareceram. Isso realmente nos sugere que os sinais que estamos vendo são muito fortes. Não é apenas uma propriedade do genoma ou uma propriedade de identificação desses interruptores”.

A equipe escolheu um interruptor liga/desliga associado a um gene conhecido como condroitina sulfato sintase 1, que desempenha um papel fundamental na forma como as células da cartilagem criam a matriz extracelular que se endurece no osso. Por sua vez, o gene influencia o comprimento do fêmur em camundongos e humanos.

Os cientistas fizeram alguns testes para descobrir como essa mudança afetou a atividade de CHSY1 e descobriram que ambas as versões – para uma altura mais alta e uma altura mais baixa – atuam como repressores no gene. Mas, surpreendentemente, a variante de aumento de altura não é tão forte.

Para verificar se o interruptor realmente atua de forma repressiva, os pesquisadores usaram as ferramentas CRISPR para remover completamente o interruptor ou a variante de células da cartilagem humana, e viram um aumento muito forte na expressão do gene.

Para os próximos passos, Dr Capellini e colegas esperam usar métodos funcionais de alto rendimento para entender o papel que cada variante desempenha na altura humana e desenvolver outros métodos para testar todas as variantes, das mais de 60.000, para estudar a altura de maneira mais imparcial.

Um estudo inicial de pesquisa básica transforma-se em ciência aplicada que ajudará milhões de pessoas em todo o mundo!

Fonte: Peter Reuell, escritor da equipe de Harvard

Referência

Epigenetic profiling of growth plate chondrocytes sheds insight into regulatory genetic variation influencing height,” eLIFE, 2017; DOI: 10.7554/eLife.29329

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