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Os desafios de desenvolver uma máquina molecular mais poderosa que a CRISPR  
9 de setembro de 2025, 10:09

Fonte

Mary Martialay, Universidade Purdue

Publicação Original

Universidade Purdue

Áreas

Bioinformática, Biologia, Biotecnologia, Engenharia Biológica, Genética, Genômica, Imunologia, Microbiologia, Proteômica

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Resumo

Há mais de uma década, cientistas desenvolveram uma máquina molecular que identifica e corta trechos específicos de DNA, revolucionando a capacidade de editar genes e acelerando a pesquisa de tratamentos para todos os tipos de doenças com ligação genética: a tecnologia CRISPR-Cas9.

Agora, cientistas da Universidade Purdue, nos EUA, estão investigando uma nova máquina molecular semelhante que move (em vez de cortar) os chamados ‘genes saltadores’ – ou transposons – para novos locais no DNA bacteriano, lançando as bases para uma ferramenta de edição genética mais poderosa.

A equipe, liderada pelo Dr. Leifu Chang, professor de Ciências Biológicas da Universidade Purdue, produziu mapas estruturais de alta resolução do transposossomo semelhante ao Tn7, um complexo de ácidos nucleicos e proteínas que pode mover com precisão um gene inteiro de um local para outro no genoma de uma célula.

Esses mapas estruturais mostram todas as partes envolvidas em detalhes em nível atômico e como elas funcionam juntas. Em dois artigos publicados na revista científica Cell em 2023 e 2024, a equipe de pesquisa mostrou a estrutura de todos os componentes necessários para entender como a máquina molecular reconhece um gene saltador e a localização no genoma onde irá inserir esse gene.

“Capturamos todos os componentes que são realmente essenciais nessa estrutura. Este é um processo bastante complexo, que requer o reconhecimento de DNA específico no gene e no alvo e, embora pesquisas anteriores tenham mostrado muitas estruturas parciais, é importante ter uma visão completa. Estamos fornecendo muitas informações para entender como esse processo acontece”, explicou o professor Leifu Chang.

Segundo o professor Chang, embora a técnica CRISPR seja excelente no que faz em bactérias, não é uma ferramenta única de edição genética em células humanas. Para começar, cortar o DNA em humanos desencadeia uma via de reparo que pode desfazer o corte ou introduzir involuntariamente uma mutação como parte do reparo. Além disso, uma vez cortado, o DNA pode não ser reparado, e nesse caso a célula morreria.

Até aqui, pesquisadores desenvolveram várias soluções alternativas, mas que ainda não são eficientes e funcionam apenas em células em divisão, não sendo aplicáveis, portanto, a células que não se dividem, como os neurônios.

Já o transposossomo é um pacote completo que inclui o maquinário para inserir genes. O transposossomo facilita a movimentação de transposons, que podem ser copiados e movidos para diferentes locais no genoma. Os transposons constituem cerca de metade do genoma em células animais, incluindo em humanos, e acredita-se que aumentem a diversidade genética.

“Em geral, quebrar o DNA para realizar a edição do genoma não é o ideal. O sistema de transposons é uma abordagem mais eficiente porque as proteínas inserem o DNA perfeitamente, evitando assim as consequências prejudiciais da quebra do DNA”, destacou o professor Leifu Chang, afirmando que pesquisadores já estão tentando usar o transposossomo semelhante ao Tn7 para editar células animais, mas, até o momento, o processo ainda não é eficaz.

Embora ainda haja muito trabalho a ser feito para chegar a sistemas úteis em células não bacterianas, as informações estruturais completas que já foram publicadas acelerarão esse trabalho.

Em suas publicações, o Portal SciAdvances tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal SciAdvances tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas. 

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Leifu Chang

Professor de Ciências Biológicas da Universidade Purdue

Instituições Citadas

Universidade Purdue

Mais Informações

Acesse o artigo completo ‘Molecular mechanism for Tn7-like transposon recruitment by a type I-B CRISPR effector‘ na revista Cell (em inglês).

Acesse o resumo do artigo  ‘Structure of TnsABCD transpososome reveals mechanisms of targeted DNA transposition‘ na revista Cell (em inglês).

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Purdue (em inglês).

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