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New Way Of Treating The Flu

What happens if the next big influenza mutation proves resistant to the available anti-viral drugs? This question is presenting itself right now to scientists and health officials this week at the World Health Assembly in Geneva, Switzerland[...]

Stem Cells and Enzymes

Driving Miranda, a protein in fruit flies crucial to switch a stem cell's fate, is not as complex as biologists thought, according to University of Oregon biochemists. They've found that one enzyme (aPKC) stands alone and acts as a traffic cop that directs which roads daughter cells will take.[...]
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Genomas protegidos

Posted by Lucas Rodrigo Gonçalves quinta-feira, 19 de fevereiro de 2009

O feito que relato a seguir foi publicado na prestigiosa revista "Science", teve participação essencial de dois brasileiros e causou alvoroço na mídia internacional (Teixeira e colaboradores, 2009). Infelizmente nada (ou muito pouco) foi comentado a respeito no Brasil.

O que a dupla Felipe Teixeira e Fabiana Heredia descobriu é algo inovador. Às vezes, quando as células duplicam, parte das chamadas marcações epigenéticas não são reproduzidas com fidelidade. Essas marcações na molécula de DNA possuem diversas funções, entre elas a regulação do silenciamento ("desligamento") de certos genes ou de elementos transponíveis (que saltam de um ponto para outro) no genoma. Esses elementos móveis funcionam como parasitas genômicos, procurando garantir sua existência nas próximas gerações através do aumento do número de cópias. Às vezes, as novas cópias acabam se inserindo em regiões importantes do genoma hospedeiro, atrapalhando sua adaptação.

A perpetuação correta dessas marcações epigenéticas evita o surgimento de erros ou alterações na leitura do DNA que podem levar a um processo cancerígeno, por exemplo. Por causa disso, suspeitava-se de um mecanismo molecular responsável pela supervisão e reparo de eventuais alterações epigenéticas no genoma.

Pois bem, o que a equipe de Felipe acabou descobrindo, estudando a reativação de elementos transponíveis no genoma de uma planta modelo, foi que o mecanismo envolvido no processo de restauração de marcas epigenéticas perdidas era o mesmo que produz pequenos RNAs de interferência, ou RNAi. A maquinaria de RNAi era conhecida por gerar pequenos RNAs capazes de alterar a atividade de certos genes e prevenir infecções virais. A descoberta de que plantas usam o mesmo mecanismo para corrigir alterações epigenéticas sugere uma economia evolutiva. Diversas vezes observamos a mesma via molecular sendo utilizada em dois processos distintos.

Nada parecido foi visto em mamíferos até agora, talvez devido a outros mecanismos responsáveis pela manutenção epigenética que ainda não conhecemos ou mesmo devido ao elevado número de sequências repetitivas de elementos transponíveis. Com tanto parasita semelhante, fica difícil para o sistema buscar especificidade. Assim, a questão em mamíferos permanece em aberto.

A descoberta de que o RNAi funciona como um reparador desses erros epigéneticos sugere que, na maioria das vezes, o defeito pode ser deletério ao indivíduo, atrapalhando sua sobrevivência. No entanto, as escapadelas do parasita genético aumentam as chances de variabilidade genética onde a seleção poderia atuar. É o velho esquema da Rainha Vermelha que não pára de correr, uma hipótese sobre a constante luta pela sobrevivência - um clássico da biologia darwiniana – nesse caso aplicada ao parasita genético e à célula hospedeira.

O trabalho foi feito em Paris, no grupo do pesquisador Vincent Colot. Vale lembrar que o Felipe é bolsista de doutoramento da Capes e, apesar de ter toda a chance de poder continuar com o excelente nível de produtividade obtido no exterior, é obrigado a voltar ao país. Essa volta pode custar caro tanto para a carreira do Felipe quanto ao Brasil, que perde a chance de ter um brasileiro líder numa área de ponta e pouco explorada.

Também aproveito pra ressaltar que a Fabiana contribuiu para o trabalho durante dois períodos de gravidez, o que demonstra que não é impossível para as mulheres terem uma carreira de sucesso na ciência e filhos ao mesmo tempo.

Na atual carência de "modelos" ou "heróis" nacionais que não joguem futebol ou apareçam nem programas de TV, não podemos nos dar ao luxo de deixar histórias como a desses dois brasileiros passarem desapercebidas. Mandaram muito bem!

Novas informações sobre a mitocôndria

Posted by Lucas Rodrigo Gonçalves terça-feira, 29 de julho de 2008

Ao tentarem compreender as minúsculas centrais elétricas do nosso corpo, as chamadas mitocôndrias, pesquisadores ainda enfrentam um grande desafio. Desde a sua base até aos ínfimos detalhes, que passam pelas suas inúmeras peças moleculares, especialistas tentam desvendar alguns mistérios até hoje não revelados.

Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores criou a mais detalhada lista de informações sobre as mitocôndrias, um compêndio que inclui quase 1.100 proteínas. Suprindo essa lacuna, os pesquisadores têm obtido informações minuciosas sobre os papéis biológicos e as histórias evolutivas de diversos tipos de proteínas que compõem as mitocôndrias. Além disso, este catálogo identificou uma mutação no gene de uma proteína codificadora, que está por trás de uma doença mitocondrial devastadora.

Vamsi Mootha, membro associado do MIT e professor adjunto da Faculdade de Medicina de Harvard, no Hospital Geral de Massachusetts, conduziu o estudo e tenta compreender, há anos, como e quais proteínas funcionam nas mitocôndrias. As mitocôndrias são peças vitais da vida celular, encontrando-se dentro das células de todos os eucariotos, desde o fungo usado pelos padeiros até aos seres humanos. Estes organelos são reconhecidos pelo papel de fornecer a energia celular básica para a vida. São igualmente reconhecidos por estarem associados a vários tipos de doenças, incluindo o diabetes, a neurodegeneração, o câncer, a toxicidade, as drogas e o envelhecimento.

Embora as mitocôndrias tenham seu próprio genoma (um vestígio de seus dias como bactérias autônomas), isto é, possuem um DNA próprio, diferente da célula na qual estão inseridas, elas se tornaram dependentes, criando simbioses com outros organismos. Entretanto, mesmo com a riqueza dos dados seqüenciais do genoma agora disponíveis, a equipe se esforça para identificar quais genes codificam as aproximadamente 1.200 proteínas que compõem uma mitocôndria funcional.

A equipe trabalhou em conjunto para solucionar este problema, utilizando, entre outros, espectrometria de massa em grande escala, medindo as proteínas nas mitocôndrias em uma variedade de tecidos, métodos computacionais para identificação de proteínas que não podem ser detectadas por outros métodos, além da microscopia para confirmar, dentro das células humanas, a localização de proteínas mitocondriais presuntivas.

Steve dito Carr, diretor da Proteomics Platform e um dos co-autores do artigo publicado na Revista Cell, tem apontado, em seus trabalhos, que as tecnologias e os métodos analíticos para medir proteínas em grande escala estão transformando a visão sobre a biologia humana. Em conseqüência de suas análises, os pesquisadores identificaram um total de 1.098 proteínas mitocondriais para dar forma a um compêndio nomeado "MitoCarta”, que está disponível à comunidade científica. Curiosamente, aproximadamente um terço deste inventário não tem sido associado ao organelo em questão.

Para entender as funções das proteínas recentemente descobertas, a equipe comparou as seqüências de genes mitocondriais correspondentes em centenas de espécies (seres humanos, peixes, fungos e bactérias). Este trabalho teve o suporte do Instituto Nacional de Saúde, nos EUA.

Fonte: Biotec - AHG

Pesquisadores sintetizam cópia do DNA

Posted by Lucas Rodrigo Gonçalves sexta-feira, 16 de maio de 2008


O modelo de dupla-hélice da molécula de DNA, proposto pelos cientistas Watson e Crick, está servindo de base para os cientistas do Biodesign Institute, da Universidade do Estado do Arizona, para a construção de nanoestruturas, a partir da nanotecnologia. Os pesquisadores têm a seu favor características da molécula de DNA, que facilitam as pesquisas. Tais características estão relacionadas à capacidade que esta molécula tem de se auto-montar, através das forças químicas de atração. O DNA é formado por subunidades chamadas de nucleotídeos. Estas, por sua vez, são compostas por uma das quatro bases nitrogenadas, adenina (A), guanina (G), citosina (C) ou timina (T), um açúcar (desoxirribose) e um grupo fosfato. As hélices da molécula se mantêm unidas pelo pareamento de bases (A=T, C=G), por meio de ligações químicas do tipo pontes de hidrogênio. Estudos realizados pelo pesquisador do Biodesign Institute, John Chaput, têm como objetivo oferecer novas marcas de materiais que auxiliem os pesquisadores na montagem de projetos com nanomateriais. Chaput e sua equipe fizeram a primeira estrutura auto-montável, composta de um análogo sintético do DNA, conhecida como ácido nucléico glicerol (GNA, sigla em inglês). Os dados da pesquisa foram publicados recentemente no Journal of the American Chemical Society. A única diferença estrutural existente entre o DNA e o GNA é um açúcar presente na molécula. O GNA tem o glicerol, que possui três carbonos no lugar da desoxirribose do DNA (ácido desoxirribonucléico), que possui cinco. O objetivo dos pesquisadores foi o de construir moléculas sintéticas com estrutura semelhante à do DNA, mas que tivessem propriedades que não são encontradas naturalmente nesta molécula. Os pesquisadores descobriram que a molécula do GNA se comporta como um enantiômero. Em química, são chamados de enantiômeros os compostos que são a imagem refletida do outro e não são sobreponíves, a exemplo do que acontece com as mãos. Essa propriedade possibilitou a utilização do GNA na síntese de nanoestruturas. As pesquisas mostraram também que a molécula do GNA tem maior tolerância ao calor do que nanoestruturas do DNA. Essas informações possibilitam aos pesquisadores a exploração de novas tecnologias e o desenvolvimento de novas estruturas. O GNA é um ácido nucléico análogo ao DNA. Os ácidos nucléicos análogos têm componentes estruturais semelhantes aos existentes (DNA e RNA) e são usados em pesquisas nas áreas de medicina e de biologia molecular. Na medicina, diversos nucleosídeos (nucleotídeo sem o grupamento fosfato) funcionam como antivirais ou agentes carcinogênicos. Na biologia molecular, os ácidos nucléicos são usados em diversos tipos de pesquisas como, por exemplo, entre outras, na investigação de características estruturais dos ácidos nucléicos e no estudo sobre as possíveis alternativas para o sistema natural em biologia sintética. A nanotecnologia e os ácidos nucléicosA nanotecnologia está associada a diversas áreas de pesquisa e produção, em uma escala conhecida como atômica ou nano (é um prefixo no SI de unidades, denotando um fator de 10-9)). Essa tecnologia tem como princípio básico a construção de estruturas e novos materiais a partir dos átomos. O desafio dos cientistas é o de controlá-los de forma precisa e individual. Entre os diversos campos de pesquisas, a nanotecnologia dos ácidos nucléicos, DNA e RNA, tem apresentado um grande desenvolvimento. A nanotecnologia do DNA utiliza as propriedades dessa molécula e de outros ácidos nucléicos para criar estruturas novas e controláveis. Apesar de a molécula de DNA transportar informação biológica, a nanotecnologia de DNA a utiliza como material estrutural para a construção de novos materiais, tornando-se um exemplo de bionanotecnologia. Em conseqüência disso, surgiram possíveis aplicações na auto-montagem molecular e do DNA na computação. A tecnologia utilizada na montagem de moléculas é conhecida como montador molecular ou nanomontador. O montador molecular é uma máquina nanotecnológica de tamanho bastante reduzido capaz de organizar átomos e moléculas de acordo com instruções dadas. Para que a tarefa seja realizada, são necessários energia, suprimento de matéria-prima (building blocks) e programação, a ser executada pelo montador.O RNA (ácido ribonucléico) possui uma grande variedade de interações e dinâmicas conformacionais que não estão disponíveis no DNA. Essas características do RNA também poderão ser exploradas para a construção de estruturas de nanomoléculas.

Seqüênciamentos mais rápidos contra armas e surtos biológicos

Posted by Lucas Rodrigo Gonçalves quinta-feira, 24 de abril de 2008


Na manifestação ou de um surto bacteriológico e/ou viral, ou de um ataque bioterrorista, a identificação rápida da virulência e de fatores que levam um microorganismo a resistir às drogas é essencial para gerar uma resposta eficiente. O seqüênciamento de DNA e a análise de uma bactéria patogênica são processos que demandam horas e se tornam impraticáveis durante uma emergência. Os pesquisadores desenvolveram uma estratégia genômica comparativa, reduzindo drasticamente o tempo na identificação das propriedades genéticas de um potencial surto. Esse trabalho, publicado pela Revista Genome Research, teve como foco a nova tecnologia de seqüenciamento de DNA, desenvolvida por franceses da Universidade do Mediterrâneo.Novas tecnologias de seqüênciamento estão agora disponíveis, permitindo que um genoma bacteriano inteiro seja seqüenciado em poucas horas, mas as etapas de “acabamento”, isto é, as etapas posteriores ao seqüênciamento necessárias para a análise do DNA ou RNA decodificados, são ainda exigidas para determinar a seqüência completa do genoma. O seqüênciamento de DNA do tipo Sanger, uma tecnologia usada para seqüenciar genomas de muitas espécies, inclusive o genoma de humanos e o de centenas de bactérias, está sendo usada para sequënciar e analisar novos patógenos humanos e reduzir esse tempo de “acabamento”. Neste estudo, os pesquisadores, conduzidos por Bernard La Scola e Didier Raoult, ambos da Universidade do Mediterrâneo, França, se propuseram a sequënciar, de forma rápida, um genoma incompleto, através de análises comparativas. Deste modo, avaliaram se os seus resultados dariam resposta à caracterização ou de um surto bacteriológico e/ou viral, ou de um ataque bioterrorista. Segundo La Scola, no contexto de uma manifestação de um surto, uma avaliação rápida pode ajudar a identificar imediatamente os determinantes genéticos responsáveis pela virulência e pela transmissão. O objetivo do trabalho dessa equipe foi avaliar a tecnologia de seqüênciamento automatizada, recentemente disponível.A bactéria Franciella tularensis, responsável pela tularemia, conhecida pelo seu enorme poder infeccioso, preocupa pesquisadores e dirigentes mundiais, visto que pode ser manipulada para fins terroristas. La Scola e sua equipe seqüenciaram uma estirpe de um paciente com tularemia, usando o seqüenciador Roche/454 Life Sciences GS20, e compararam essas seqüências com diversas outras estirpes de F. tularensis, incluindo uma com patogenicidade reduzida e outra resistente a antibióticos.Os pesquisadores demonstraram que essa nova abordagem de seqüênciamento de um genoma bacteriano, sem levar em consideração os processos de “acabamento”, poderia ser usada para identificar eficazmente diversas características originais de estirpes de F. tularensis em questão de semanas. Para La Scola, se existe um número de bioinformáticos trabalhando na análise, o tempo entre a extração do DNA e a análise completa do genoma poderá ser de aproximadamente seis semanas. A equipe demonstrou que essa estratégia é eficiente para detectar polimorfismos genéticos, tais como modificações responsáveis pela resistência antibiótica e a perda de material genético. Com isso, a equipe de La Scola pôde distinguir mais de 80 diferentes estirpes de F. tularensis.Quanto maiores forem os investimentos empregados em seqüênciamento genômico e no desenvolvimento de tecnologias que auxiliem em casos estratégicos de análise genômica comparativa, menor será o tempo de trabalho exigido. Para La Scola, a evolução de softwares para a análise de dados em seqüência e para a comparação de genomas tem sido cada vez mais rápida e certamente poderá acelerar ainda mais os processos de identificação de muitos organismos, dando respostas imediatas em situações de risco.
Fonte: Biotec - AHG

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