Hereditariedade sem DNA: Herança epigenética é demonstrada ao longo de gerações

O embrião unicelular à esquerda herdou os cromossomos rosa do óvulo e os cromossomos verdes do esperma (as cores mostram a presença ou ausência da H3K27me3). O embrião de duas células à direita mostra os cromossomos do óvulo e do esperma unidos em cada núcleo.
[Imagem: Laura Gaydos]

Herança epigenética transgeracional

Sem alterar o código genético no DNA, as modificações epigenéticas podem alterar a forma como os genes são expressos, afetando a saúde e o desenvolvimento de um organismo.

A ideia, que já foi considerada "radical" no meio científico, de que essas mudanças na expressão gênica podem ser herdadas, agora tem embasamento de um crescente corpo de evidências. Contudo, os mecanismos envolvidos nessa hereditariedade fora do DNA só agora começam a ser pesquisados e compreendidos.

Uma equipe da Universidade da Califórnia em Santa Cruz demonstrou agora como um tipo comum de modificação epigenética pode ser transmitido através do esperma não apenas de pais para filhos, mas também para a próxima geração, ou seja, para os netos.

Isso é chamado de "herança epigenética transgeracional" e pode explicar como a saúde e o desenvolvimento de uma pessoa podem ser influenciados pelas experiências não apenas de seus pais, mas também de gerações anteriores.

Histonas

A equipe se concentrou em uma modificação específica de uma proteína histona que altera a maneira como o DNA é empacotado nos cromossomos. Essa marca epigenética amplamente estudada, chamada H3K27me3, é conhecida por desligar, ou "reprimir", os genes afetados, e é encontrada em todos os animais multicelulares - dos humanos ao verme nematoide C. elegans, o mais usado nesse tipo de estudo.

"Estes resultados estabelecem uma relação de causa e efeito entre as marcas das histonas transmitidas pelo esperma e a expressão gênica e o desenvolvimento na prole e nos netos," resumiu a professora Susan Strome, coordenadora da equipe.

Histonas são as principais proteínas envolvidas no empacotamento do DNA nos cromossomos. A marca epigenética H3K27me3 refere-se à metilação de um determinado aminoácido na histona H3. Isso faz com que o DNA seja mais densamente empacotado, tornando os genes dessa região menos acessíveis para ativação.

"Em todos os tecidos que analisamos, os genes foram expressos de forma aberrante, mas diferentes genes apareceram em diferentes tecidos, demonstrando que o contexto do tecido determinava quais genes eram positivamente regulados," explicou Strome.

A análise dos cromossomos no tecido da linhagem germinativa da prole revelou que os genes ativados ainda não tinham a marca repressiva da histona, enquanto a marca havia sido restaurada nos genes que não foram ativados.

Experimentos genéticos

A professora Strome afirma que este resultado representa a culminação de seu trabalho de anos nesta área. Ela observou que outros pesquisadores que estudam células de mamíferos em cultura relataram resultados muito semelhantes, embora aqueles estudos não tenham demonstrado a hereditariedade ao longo de várias gerações.

"Isso parece uma característica conservada da expressão gênica e do desenvolvimento em animais, não apenas um fenômeno estranho específico dos vermes," disse ela. "Podemos fazer experimentos genéticos incríveis no C. elegans que não podem ser feitos em humanos, e os resultados dos nossos experimentos em vermes podem ter amplas implicações em outros organismos."