Quando o DNA do mamãe e papai não combina, o embrião encontra uma maneira

Quando um esperma encontra um ovo, muito precisa ir direto para um embrião se transformar em um organismo completo. Um passo crítico do desenvolvimento inicial é a reorganização do DNA dos pais para formar um novo genoma unificado, antes que o embrião possa passar por sua primeira divisão celular.

Os cientistas sabem há muito tempo que espermatozóides e ovos agrupam seu DNA de maneira diferente. Mas assumiu -se que seus centrômeros – as regiões especiais de cada cromossomo que agem como alças para separar o DNA durante a divisão celular – eram essencialmente as mesmas. Essa suposição repousou na presença da proteína A centrômero A, ou Cenpa, uma proteína histona única que marca os centrômeros e preserva sua identidade em cada divisão celular e entre as gerações.

Como o CENPA atua como uma etiqueta molecular, preservando esses locais como regiões “não apagam” do genoma, os centrômeros foram considerados funcionalmente indistinguíveis entre os cromossomos maternos e paternos.

Nova pesquisa da UM mostra o contrário. A equipe do laboratório de Sue Hammoud, Ph.D., do Departamento de Genética Humana e Obstetrícia e Ginecologia, descobriu que o esperma marca essas regiões com apenas uma fração do Cenpa presente no DNA do Centrômero de ovos.

“Se não forem corrigidos, esse desequilíbrio pode comprometer a segregação cromossômica, aumentando o risco de erros cromossômicos conhecidos como aneuploidias, que são uma das principais causas de aborto ou distúrbios do desenvolvimento, como a síndrome de Down”, disse Catherine Tower, Ph.D. candidato e co-primeiro autor do estudo.

“Essas observações levantaram uma pergunta simples: como os embriões corrigem essa incompatibilidade antes da primeira divisão?” Disse Emily Ferrel, MD, co-primeiro autora do estudo.

Para descobrir, os pesquisadores rastrearam cenpa materna e paterna em um embrião de camundongo gerado pela fertilização in vitro.

O que eles viram os surpreenderam. Uma segunda proteína, CENPC, empilhada preferencialmente nos cromossomos do pai, agindo como um recrutador. Ele desenhou cenpa extra – colocado no citoplasma do ovo – para os centrômeros paternos até que a quantidade de cenpa fosse equalizada.

“Isso sugere que os cromossomos maternos e paternos devem equalizar sua força centromérica antes que a divisão celular aconteça”, disse o co-autor Dilara Anbarci, Ph.D.

Essa assimetria nos níveis de CENPA não é uma estranheza de camundongos, mas também está presente em humanos, observa Hammoud.

Além disso, esses níveis pareciam ser altamente variáveis ​​entre os ovos individuais e entre os indivíduos.

“Isso pode ajudar a explicar por que alguns embriões param no desenvolvimento, enquanto outros progridem”, disse Hammoud.

“Isso também aponta para novas possibilidades para futuras terapias, possivelmente especialmente nos casos em que os ovos de uma mulher podem ter níveis incomumente baixos de Cenpa”, acrescentou Anbarci.