Primeira sequência de DNA de uma única mitocôndria

Por dezembro 11, 2017Blog ‘Chromosome News’

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As sequências de DNA entre as mitocôndrias dentro de uma única célula são muito diferentes, foi o que descobriram pesquisadores na Perelman School of Medicine da Universidade da Pensilvânia (EUA). Esta descoberta ajudará a iluminar os mecanismos subjacentes de muitos distúrbios que começam com mutações acumuladas em mitocôndrias individuais, e fornecerá pistas sobre como os pacientes podem responder a terapias específicas. Os resultados foram publicados na revista Cell Reports, no dia 5 de dezembro de 2017.

As mitocôndrias, um componente das células que tem seu próprio DNA (mtDNA), produzem energia para o corpo, entre outras funções. Uma mitocôndria pode conter 10 ou mais genomas diferentes com centenas a milhares de mitocôndrias individuais que residem em cada célula. Uma série de doenças mitocondriais surgem de mutações acumuladas no mtDNA. Por exemplo, essas mutações foram encontradas em tumores colorretais, ováricos, de mama, de bexiga, de rim, de pulmão e pancreáticos.

Usando métodos desenvolvidos no laboratório do autor senior do estudo, James Eberwine, PhD, professor de Sistemas de Farmacologia e Terapêutica Translacional, os pesquisadores extraíram de uma única mitocôndria o seu DNA (mtDNA). Eles compararam as mutações presentes em uma mitocôndria simples em neurônios humanos e de ratos e descobriram que as células de ratos têm mais mutações acumuladas, comparadas às células humanas.

Devido a esta descoberta – de que mutações se acumulam a uma taxa diferente em camundongos e seres humanos -, Eberwine observa que uma importante conclusão do estudo é assegurar que doenças mitocondriais, ou potenciais terapêuticas nas células, sejam examinadas em modelos onde as mutações sejam paralelas às que ocorrem nos seres humanos.

O processo de mutações de mtDNA acumuladas ao longo da vida provavelmente acontece de forma um pouco diferente em cada pessoa. O estudo abordou semelhanças e diferenças no mtDNA discreto na mesma célula, e também entre tipos celulares como neurônios e astrócitos no cérebro.

“Ao poder analisar uma mitocôndria única e comparar a dinâmica mutacional entre as mitocôndrias, poderemos avaliar o risco de atingir um limiar para doenças associadas a um aumento do número de mutações mitocondriais”. Por exemplo, esses dados podem melhorar o diagnóstico de doenças neurológicas, permitindo que os médicos detectem células que possam se tornar doentes ou localizar pacientes que possam desenvolver certas condições. Isto é particularmente provável para condições que mais comumente atingem os idosos, cujas mutações de mtDNA foram se acumulando com a idade.

No futuro, os pesquisadores planejam usar este conhecimento para encontrar formas de atrasar a taxa de acumulação de mutações do DNA mitocondrial, na esperança de assim brecar a progressão de doenças. “Este roteiro da localização e do número de mutações dentro do DNA de uma mitocôndria e em todas as mitocôndrias de uma célula é onde precisávamos começar”, disse Eberwine.

Leia mais: Higher number of mitochondrial DNA-molecules can compensate for negative effects of mutations

Referência: Cell Reports

Fonte: Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania

 

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