A técnica desenvolvida por cientistas do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), que permite isolar com sucesso os constituintes dos grãos de pólen da planta Arabidopsis thaliana, foi essencial para um estudo, publicado esta semana a prestigiada revista científica Cell, que descreve como sequências móveis de DNA, os chamados transposões, são silenciadas nas células sexuais dos grãos de pólen suprimindo assim o efeito mutagénico desses elementos de DNA.
Jörg Becker, José Feijó e as suas equipas no Instituto de Ciência a par de Robert Martienssen e colegas em Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), nos Estados Unidos, explicam no artigo como descobriram um mecanismo que controla a expressão de transposões e que possivelmente se estende a outros seres eucariontes, como a mosca da fruta, as amebas e algas. Os transposões são muito comuns em todos os genomas conhecidos, constituem, por exemplo, cerca de 45 por cento do genoma humano e estão envolvidos na sua evolução, bem como na de outros organismos.
Ao integrarem-se numa posição do genoma, diferente da original, explica um comunicado do Instituto Gulbenkian de Ciência, podem alterar a função e organização de outros genes e causar mutações prejudiciais para as células e para o organismo. Houve então a necessidade de perceber como exercer o controlo apertado da sua expressão, até porque se essas mutações ocorrerem nas células sexuais serão transmitidas à próxima geração.
Inicialmente, Keith Slotkin, do grupo de Robert Martienssen no CSHL, observou que os transposões, geralmente em silêncio na planta adulta, são activados no polén de Arabidopsis thaliana. Os grãos de polén são constituídos por um núcleo vegetativo e duas células sexuais masculinas. O núcleo vegetativo não contribuí com material genético para a nova planta, ao contrário das células sexuais. Depois, graças à técnica desenvolvida pelo grupo de Jörg Becker (no IGC ) foi possível localizar a actividade dos transposões no núcleo vegetativo e revelar o seu papel fundamental no controle de expressão destes elementos nas células sexuais. Com esta técnica, explica Becker, “foi possível comparar o material genético de ambos os núcleos e comprovar a activação de transposões no DNA do núcleo vegetativo e o seu silenciamento no DNA hereditário das células sexuais”.
Os investigadores quiseram perceber porque razão os transposões não eram activados nas células sexuais e usaram novamente a técnica de separação de células desenvolvida no IGC, verificando que silenciadores de genes – os chamados siRNA (“small interference RNAs” em inglês, ou pequenos RNAs de interferência) acumulavam-se nas células sexuais vizinhas. Pensa-se que aí os 2 siRNA’s actuem sobre os transposões e silenciem a sua expressão, prevenindo os efeitos mutagénicos dos mesmos.
“A optimização desta técnica só foi possível porque os grupo que investigam o desenvolvimento dos grãos de polén no IGC, trabalham lado-a-lado com outros que desenvolvem técnicas de separação de células do sistema imunitário. Agora somos capazes de olhar para a activação de genes nas células sexuais do grão de polén e reunir informações surpreendentes, já que podemos observar que estas células são geneticamente mais activas do que se pensava. Neste momento estamos a tentar descobrir o papel que os genes que são activados desempenham no desenvolvimento das células sexuais e potencialmente no futuro embrião”, explica Jörg Becker.
A acumulação de siRNAs em células sexuais poderá ser um processo de silenciamento de tranposões comum a eucariontes, já que são detectados em outros organismos como a mosca da fruta. Este trabalho levanta a hipótese de que também nestes organismos os siRNAs actuem em resposta à activação de transposões em núcleos adjacentes ao que transporta a informação genética hereditária.
O estudo foi realizado com financiamentos dos National Institutes of Health (NIH), nos Estados Unidos da América, e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), em Portugal.
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