terça-feira, 11 de setembro de 2012

Vocês conhecem os genes reguladores?


Desde o seqüenciamento do genoma humano, em 2001, todos os nossos genes - em torno de 20.000 no total - foram identificados. Mas muito ainda é desconhecido - por exemplo, onde e quando cada gene é ativa. Ao lado de cada gene tem um segmento de DNA curto, e a atividade deste segmento regulador determina se o gene irá ser ligado, onde e como. Estes curtos segmentos de regulação são tão - se não mais - importante do que os próprios genes. De fato, 90% das mutações que causam doenças ocorrem nestas áreas reguladoras. Eles são responsáveis ​​para o desenvolvimento adequado dos tecidos e órgãos, que determina, por exemplo, que as células do olho - e apenas as células do olho - contenham receptores de luz, enquanto que apenas as células pancreáticas funcionem de modo a produzir insulina.
Hierarquia do fator de regulação: O mais alto nível (superior) 
determina a identidade básica de uma célula, 
o segundo (meio) formas suas propriedades;
genes dos terceiros (baixo) ativa de acordo com a mudança de condições. 
(Crédito: Cortesia da imagem da Weizmann Institute of Science)

Claramente, uma compreensão mais profunda deste sistema regulador - seus mecanismos e possibilidades de mau funcionamento - pode levar a avanços na pesquisa biomédica, especialmente no desenvolvimento de terapias específicas para pacientes individuais.
Apesar da sua importância, o "código de regulação" ainda não é bem compreendido. Para resolver este problema, uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Ido Amit, do Instituto Weizmann Departamento de Imunologia, junto com cientistas do Instituto Broad, em Massachusetts, incluindo Manuel Garber, Yosef Nir e Regev Aviv, e Nir Friedman, da Universidade Hebraica de Jerusalém , desenvolveram um sistema, automatizado avançado para mapear esses locais, e depois usou este sistema para descobrir princípios importantes como estes elementos de função regulamentar. Entre outras coisas, o seu estudo, que apareceu em Molecular Cell, revelou uma estrutura hierárquica para o código de regulamentação. Ao mapear um grande número de fatores regulatórios, a equipe conseguiu revelar um plano global para a regulação do gene, bem como os detalhes íntimos dos mecanismos envolvidos na resposta imune.
"Estamos vendo uma corrida para mapear o código regulamentar e descobrir seus laços com a doença e variação humana que é uma reminiscência da corrida para a sequência do genoma humano", diz Amit. "Mas, até agora, os participantes enfrentaram um sério obstáculo: O processo utilizado nos últimos 30 anos para mapear elementos de regulação tem sido complicado, complexo e trabalhoso, exigindo grandes consórcios científicos. Com o novo método, apenas um punhado de pesquisadores são capazes de realizar um estudo em uma escala similar aos de uma mega-equipe, e em uma fração do tempo menor. "
Seu método altamente eficiente e automatizado habilitado Amit e a sua equipe pode medir um grande número de proteínas reguladoras e os seus locais de ligação em paralelo. Expuseram células imunes para as bactérias - o palco para a ativação de genes - e, em seguida, rastrearam as ações de várias dúzias de diferentes proteínas reguladoras conhecidas por desempenhar um papel na resposta imune ao longo de quatro pontos no tempo. Não foram só capazes de identificar os locais de ligação de cada um e quais genes que ativam, mas os níveis de ativação e os mecanismos empregados.
Uma de suas descobertas mais importantes foi a de que as ações desses fatores de regulação pode ser perfeitamente classificados em três níveis em uma espécie de hierarquia de regulamentação. Na camada inferior são os fatores que criam as divisões em bruto para principais tipos de células, direcionando diferenciação celular. Estes fatores são a "identidade" básicas guias que podem, por si próprios, determinar se uma célula terá as características de uma célula muscular, uma célula nervosa, etc. Na segunda camada são os fatores que determinam a identidade de sub-regulação de uma célula , o que faz através do controle da força de expressão de um gene. Estes fatores são responsáveis ​​pela produção dos sub-tipos, por exemplo, as fibras musculares que são ou liso ou estriado ou estreitamente relacionadas com as células do sistema imunológico. Fatores regulatórios no terceiro nível são ainda mais especializado: Eles só afetam a expressão de certos genes que são chamados à ação em resposta a sinais de fora da célula - invasores bacterianos, hormônios, sensação de fome, etc
A esperança é que a compreensão dos prós e contras desse código-regulamentar vai ajudar os pesquisadores a entender e prever como as doenças surgem e progredir devido a avarias nos mecanismos de regulação. No futuro, a compreensão do programa de regulamentação pode levar a avanços na medicina de reabilitação. Mecanismos de regulação pode ser utilizado para redirecionar a diferenciação de células de um paciente, o que poderia, então, ser reimplantados, evitando assim os problemas inerentes ao uso de células de dador.
Amit: "O novo método de mapeamento plano regulador do gene pode abrir novas perspectivas para a investigação de todos os tipos de processos biológicos, incluindo as falhas do sistema que ocorrem na doença".

Fonte (em inglês): http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120910111953.htm

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