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O único cromossomo X das moscas da fruta machos pode ser tão ativo quanto os dois cromossomos X das fêmeas, graças a duas moléculas pegajosas – ScienceDaily

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As mulheres humanas têm dois cromossomos X e os homens apenas um. Esse desequilíbrio cromossômico também se estende a outros ramos do reino animal. Curiosamente, a humilde mosca da fruta surgiu com uma maneira diferente de “igualar” essas diferenças. Enquanto as fêmeas humanas e de camundongos desligam um de seus cromossomos X, nas moscas da fruta é o macho que faz o trabalho. Um fator epigenético conhecido como complexo MSL se liga ao único cromossomo X masculino e usa sua função de acetilação de histonas para hiperativar o X para tentar atingir níveis de produção de RNA equivalentes aos alcançados pelos dois cromossomos X que as mulheres carregam. Se esse processo falhar, os machos morrem.

“Um aspecto que sempre intrigou os pesquisadores é como o complexo MSL sabe qual dos 8 cromossomos carregados por cada célula da mosca é o X”, explica Asifa Akhtar, diretora do MPI para Imunobiologia e Epigenética em Freiburg. Esta questão levou os pesquisadores em sua equipe a conceber uma estratégia nova e elaborada para analisar como o complexo MSL poderia identificar X. Em vez de estudar o complexo MSL da mosca em seu “habitat nativo”, os pesquisadores decidiram transplantar o complexo para um ambiente totalmente estranho. ambiente – uma célula de rato.

Os pesquisadores fornecem às células de camundongo todos os componentes necessários para recriar um minicomossomo X da mosca masculina

Os pesquisadores decidiram voltar ao básico e fazer a engenharia reversa do mecanismo de reconhecimento do cromossomo X, um componente de cada vez. Eles começaram expressando uma única proteína do complexo MSL da mosca, MSL2, em camundongos. Nesse ponto, eles não conseguiam ver nada acontecendo. Com base em trabalhos anteriores em moscas, eles levantaram a hipótese de que outro componente do complexo MSL, os longos RNAs não codificantes roX1 e roX2, também pode ser necessário. Então, eles decidiram despejar um desses RNAs na panela. Depois de fornecer às células de rato MSL2 RNA e voar roX2, os pesquisadores agora observaram distintos focos nucleares marcados por roX2.

Além disso, a condensação de MSL2 e roX2 nesses focos pareceu aumentar a expressão gênica. A natureza discreta e o potencial de ativação desses focos são fortemente reminiscentes dos territórios cromossômicos X marcados pelo complexo MSL na situação “nativa” da mosca macho. Fascinantemente, esses experimentos indicam que a suplementação de células de camundongo com MSL2 e roX2 de mosca parece ser suficiente para recriar um cromossomo X de mini mosca em células de rato. Esta abordagem inovadora, portanto, iluminou os componentes moleculares mínimos necessários para as primeiras etapas no reconhecimento e ativação do cromossomo X da mosca pelo complexo MSL.

O reconhecimento específico do cromossomo X é conduzido pela formação de um estado semelhante a um gel

Agora que a equipe descobriu a receita exata para fazer um minicomossomo X mosca, eles combinaram os dois ingredientes, roX RNA e MSL2, em um tubo de ensaio. Eles observaram que esses componentes adquiriram um estado único. “Quando misturamos o MSL2 e o roX RNA, notamos algo interessante. Ambos os componentes, embora fossem líquidos isolados, começaram a formar partículas esféricas e entraram em uma fase diferente que parecia um gel”, diz Claudia Keller-Valsecchi, co-autora do estude. Curiosamente, os RNAs roX1 e roX2 são codificados por genes localizados no cromossomo X.

A equipe especulou sobre um modelo no qual roX RNAs sintetizados a partir do cromossomo X induzem o “aprisionamento” próximo de MSL2 por meio de sua interação e propensão para se montar em um estado de gel. “Os níveis de roX RNA predizem quão bem o complexo MSL é capaz de encontrar o cromossomo X. Quanto mais roX é sintetizado a partir do X, melhor pode distinguir o complexo X dos autossomos”, acrescentou o co-autor do trabalho. Felicia Basilicata. Por outro lado, outros cromossomos não produzem os roX RNAs e, portanto, têm pouca chance de prender efetivamente o complexo MSL em seus arredores.

Com seus resultados, a equipe descobriu um novo mecanismo usado por moscas machos para distinguir e marcar o único cromossomo X com base na montagem de um gel roX-MSL2 de dois componentes. As moscas machos que não montam este gel morrerão. “É possível que o estado de gel também ajude a atrair e prender outros componentes importantes para compensação de dose, como a máquina de transcrição necessária para aumentar a produção de RNA”, explica Asifa Akhtar, futuras perguntas de pesquisa.

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Traduzido de Science Daily

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