Misteriosos nós de DNA estão espalhados em pontos essenciais do genoma humano

A molécula de DNA de motivos I não é uma hélice dupla, é um nó de DNA.
[Imagem: Garvan Institute]

DNA de motivos intercalados

O DNA é bem conhecido por seu formato de dupla hélice. Mas o genoma humano também contém mais de 50.000 estruturas incomuns em forma de "nó", chamadas DNA de motivos intercalados, ou DNA de motivos I, ou ainda i-motifs, em inglês.

A descoberta do DNA de motivos I foi anunciada em um estudo histórico, publicado em 2018, quando esses nós de DNA foram visualizados dentro de células humanas vivas pela primeira vez. Para isso, foi usada uma nova ferramenta de anticorpos, projetados para reconhecer e anexar o DNA de motivos I.

Agora, a mesma equipe implantou esses anticorpos para identificar locais em todo o genoma onde ocorre o DNA i-motifs.

Este mapeamento das estruturas até então ocultas do DNA pode abrir novas abordagens para o tratamento e diagnóstico de doenças, incluindo o câncer.

"Neste estudo, mapeamos mais de 50.000 locais de i-motif no genoma humano, que ocorrem em todos os três tipos de células que examinamos," disse o professor Daniel Christ, do Instituto Garvan (EUA). "Esse é um número notavelmente alto para uma estrutura de DNA cuja existência em células já foi considerada controversa. Nossas descobertas confirmam que os i-motifs não são apenas curiosidades de laboratório, mas são amplamente difundidos - e provavelmente desempenham papéis importantes na função genômica."

As moléculas de DNA de motivos intercalados estão presentes em áreas associadas ao câncer, mas a ciência ainda não compreende suas funções.
[Imagem: Cristian David Peña Martinez et al. - 10.1038/s44318-024-00210-5]

Papel dinâmico na atividade genética

Os nós de DNA são estruturas genômicas que diferem do formato icônico de dupla hélice. Eles se formam quando trechos de letras de citosina na mesma fita de DNA se pareiam, criando uma estrutura torcida de quatro fitas que se projeta da dupla hélice - o termo "intercalado" se refere ao fato de que essas bases se encaixam entre si de forma alternada, como se fossem cartas de um baralho sendo postas alternadamente.

Os pesquisadores descobriram que as moléculas de DNA de motivos intercalados não são espalhadas aleatoriamente, concentrando-se em áreas funcionais importantes do genoma, incluindo regiões que controlam a atividade genética.

"Nós descobrimos que os i-motifs estão associados a genes que são altamente ativos durante momentos específicos do ciclo celular. Isso sugere que eles desempenham um papel dinâmico na regulação da atividade genética," disse Cristian Martinez, responsável por este novo mapeamento.

"Nós também descobrimos que os i-motifs se formam na região promotora de oncogenes, por exemplo, o oncogene MYC, que codifica um dos alvos 'não tratáveis' mais notórios do câncer. Isso apresenta uma oportunidade empolgante de atingir genes ligados a doenças por meio da estrutura i-motif," complementou Martinez.