Consórcio internacional de pesquisadores identifica milhares de novas regiões de DNA que ajudam a afinar a atividade dos genes.
Equipe internacional de pesquisadores descobriu que cerca de 80% do genoma humano é bioquimicamente ativo e possui alguma função.
A descoberta contraria a ideia implementada desde que o genoma humano foi ' soletrado' pela primeira vez a 12 anos, de que 95% dele era composto de "DNA-lixo".
O consórcio, conhecido como ENCODE (Enciclopédia de Elementos do DNA) incluiu centenas de cientistas de laboratórios ao redor do mundo.
Usando dados de sequenciamento genético de 140 tipos de células, os pesquisadores foram capazes de identificar milhares de regiões de DNA que ajudam a afinar a atividade dos genes e influenciam quais genes são expressos em diferentes tipos de células.
Assim como o sequenciamento do genoma humano tem ajudado os cientistas a entender como mutações em genes codificadores de proteínas podem levar à doença, o novo mapa de regiões não codificadoras deve fornecer algumas respostas sobre como as mutações nos elementos reguladores levam a doenças como lúpus e diabetes.
O projeto revela que, embora não estejam diretamente ligadas à produção de proteínas, quase todas as áreas não codificadoras do genoma teriam função reguladora ou serviriam de "molde" para a produção de vários tipos de RNA.
É possível pensar nesses elementos reguladores como uma série de botões de liga e desliga, que atuam sobre o mesmo gene ou sobre genes diferentes. No entanto, eles não regulam apenas dois estados de "ligado" e "desligado". Eles podem fazer o mesmo gene produzir várias proteínas diferentes, por exemplo, e podem atuar um sobre o outro, potencializando ou diminuindo sua ação.
"Os seres humanos são 99,9% idênticos uns aos outros, e só temos uma diferença em cada 300 a 1 mil nucleotídeos. O que ENCODE permite fazer é fornecer uma anotação do que cada um dos nucleotídeos do genoma faz, de modo que quando ele for mutante, poderemos fazer algumas previsões sobre as consequências da mutação", afirma o pesquisador Manolis Kellis, do Massachusetts Institute of Technology, nos EUA.
Mapeamento
O projeto ENCODE, liderado pelo britânico Ewan Birney, foi criado em 2003 para ampliar a compreensão do genoma humano e caracterizar todos os elementos funcionais do genoma. Uma maneira de fazer isso é através do estudo das modificações químicas de trechos individuais de DNA, que controlam regiões genéticas quando estão ativos.
Para mapear essas modificações, conhecidas coletivamente como o epigenoma, os grupos de pesquisa coletaram dados distintos de diferentes tipos de células. Alguns laboratórios mediram DNA ou modificações de histonas, enquanto outros aferiram a acessibilidade dos diferentes trechos de DNA, cortando-se em fragmentos com enzimas.
Kellis e seu grupo estavam entre os cientistas computacionais que analisaram e integraram a enorme quantidade de dados gerados por laboratórios diferentes. Para isso, eles desenvolveram um sistema quase que totalmente automatizado capaz de reunir todos os conjuntos de dados recebidos.
Os investigadores do ENCODE descobriram que 80% do genoma humano apresenta algum tipo de evento bioquímico, tal como a ligação a proteínas que regulam a frequência com que um gene vizinho é utilizado. Eles também descobriram que a mesma região pode desempenhar papeis diferentes, dependendo de em qual tipo de célula ela está agindo.
Segundo os pesquisadores, os resultados devem ter um grande impacto na compreensão da biologia humana e como variações genômicas podem causar doenças.
Para a próxima fase, os pesquisadores do ENCODE esperam determinar o quanto essas variações em diferentes áreas do genoma levam a doenças em humanos.
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