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Artigo mostra a estrutura 3D de um cromossomo de mamute, desafiando a desconstrução natural dessa estrutura
O cromossomo é uma estrutura altamente organizada composta por DNA condensado e carrega as informações genéticas dos organismos. Geralmente, quando o material genético de fósseis é estudado, o DNA desses organismos já está parcialmente deteriorado, sendo apenas preservados pequenos pedaços de DNA. Esses pedaços de DNA são então comparados com genomas (todo conjunto de informação genética na forma de DNA de um organismo), que estão depositados em bancos de dados públicos de forma on-line.
Com essa comparação é possível identificar diferentes organismos vivos, ou que já viveram no planeta. No entanto, essa é a primeira vez que é encontrado um pedaço de DNA em forma de cromossomo, ou seja, não deteriorado. Isso se deu pelo desenvolvimento da metodologia chamada PaleoHi-C, que permitiu observar nas amostras de um mamute todas as características arquitetônicas do cromossomo que data de 52 mil anos. A PaleoHi-C foi e descrita na revista Cell em 11 de julho de 2024.
Antes de chegar a tal feito, os pesquisadores testaram dezenas de amostras ao longo de cinco anos antes de encontrar a pele do mamute apelidado como “Chris Waddle” (homenagem a um jogador inglês), retirada de um pedaço da orelha de um espécime escavado no norte da Sibéria em 2018. O fóssil do mamute tinha seus pêlos ainda intactos, se caracterizando como uma amostra perfeita para o estudo. Afinal, isso indica que o animal não havia passado por ciclos de descongelamento e recongelamento, preservando melhor seu DNA.
A metodologia que eles utilizaram é uma adaptação de uma técnica que gera conhecimento em larga escala sobre genomas, chamada de Hi-C, que cria uma estrutura tridimensional do genoma, incluindo os cromossomos e a disposição do DNA neles. No entanto, se tratando de amostras antigas e com o DNA tão deteriorado, recriar essas estruturas pode ser impossível. Assim, eles criaram a PaleoHi-C, adaptando os protocolos para lidar com amostras antigas.
Além do sucesso da adaptação da técnica, a forma que o mamute foi fossilizado, deixou a pele em um estado parecido com o estado físico do vidro. Os autores hipotetizam que, logo após a morte deste mamute, a amostra foi liofilizada espontaneamente no frio da Sibéria, levando a uma forma similar a vidro que preservou subfósseis de cromossomos antigos em escala nanométrica.
Simulação mostra como os cromossomos do mamute estariam organizados e se comportariam nas células do animal. — Foto: Vinícius Contessoto, Antonio Oliveira Jr., José Onuchic/Center for Theoretical Biological Physics/Reprodução G1
A pesquisa contou com a colaboração de pesquisadores brasileiros, que estudam justamente a física de polímeros (macromoléculas originadas a partir da união de várias unidades de moléculas menores, chamadas de monômeros) e a modelagem de cromossomos. Por isso, eles foram responsáveis pela representação em três dimensões do fóssil, algo fundamental para entendermos quais genes estavam ativos na espécie extinta. “Pequenos fragmentos de DNA antigo podem sobreviver por longos períodos de tempo. Mas o que descobrimos aqui é que, sob certas condições, o arranjo tridimensional desses fragmentos de DNA pode permanecer congelado no local durante dezenas de milênios, preservando assim a estrutura dos cromossomos inteiros”, conta o brasileiro José N. Onuchic, co-autor do estudo que lidera um grupo de biofísica teórica.
Colaboração: Iasmin Cartaxo Taveira sobre a autora
Iasmin Taveira queria ser cientista desde criança e acredita que tornar o conhecimento acessível é o melhor jeito de promover desenvolvimento social. É Biotecnologista pela UFPB, mestre e doutoranda em bioquímica na FMRP/USP.
Referências:
Artigo científico intitulado “Three-dimensional genome architecture persists in a 52,000-year-old woolly mammoth skin sample”, publicado na revista Cell em 2024, de autoria de Sandoval-Velasco e colaboradores. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00642-1#
Matéria no site G1, intitulada “Como pesquisadores desafiaram a ciência e descobriram na Sibéria o 1º fóssil de cromossomo da história”, publicada em 16/07/2024. https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/07/16/como-pesquisadores-desafiaram-a-ciencia-e-descobriram-na-siberia-o-1o-fossil-de-cromossomo-da-historia.ghtml
