Cientistas decodificam o cromossomo Y, chave para o desenvolvimento masculino

Cientistas decodificam cromossomo Y masculino

Uma equipe de pesquisa internacional alcançou a primeira sequência completa do cromossomo Y humano, que está intimamente ligado ao desenvolvimento masculino.

Este é o último dos cromossomos humanos a ser totalmente sequenciado, um esforço que pode esclarecer desde a fertilidade até doenças.

O trabalho foi liderado pelo Consórcio Telômero-a-Telômero (T2T), que é uma equipe de pesquisadores financiados pelo Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano (NHGRI) em Bethesda, Maryland, parte dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos.

A nova sequência preenche lacunas em mais de 50% do comprimento do cromossomo Y.

A pesquisa, publicada em 23 de agosto na revista Nature, descobriu importantes características genômicas, incluindo fatores na produção de esperma.

Embora os cromossomos X e Y tenham um papel central no desenvolvimento sexual, os fatores envolvidos estão espalhados por todo o genoma e são muito complexos, de acordo com o estudo.

Outros trabalhos recentes mostraram que os genes no cromossomo Y contribuem para outros aspectos da biologia humana, incluindo o risco de câncer.

Os pesquisadores concluíram a primeira sequência do genoma humano há 20 anos, mas havia lacunas nas sequências de todos os 24 cromossomos. Enquanto alguns tinham apenas pequenas lacunas, mais da metade da sequência do cromossomo Y era desconhecida.

O cromossomo Y é incomumente repetitivo, o que tornou sua sequência particularmente difícil de ser concluída.

Os autores do estudo explicaram o desafio com um exemplo de leitura de um livro. Se as linhas de um livro forem todas únicas, então juntar longas tiras de texto para criar o livro é mais fácil. Se as linhas se repetirem milhares ou milhões de vezes, é difícil determinar qual deve ser a ordem.

Cerca de 30 milhões de letras do cromossomo Y são sequências repetitivas.

O Consórcio T2T aplicou novas tecnologias de sequenciamento de DNA e métodos de montagem de sequências, juntamente com o conhecimento adquirido a partir da geração das primeiras sequências sem lacunas para os outros 23 cromossomos humanos, para resolver esse mistério.

“A maior surpresa foi o quão organizadas são as repetições”, disse Adam Phillippy, pesquisador sênior do NHGRI e líder do consórcio.

“Não sabíamos exatamente o que compunha a sequência ausente. Poderia ter sido muito caótico, mas, em vez disso, quase metade do cromossomo é composto por blocos alternados de duas sequências repetitivas específicas conhecidas como DNA satélite. Isso cria um belo padrão de colcha”, disse ele em um comunicado de imprensa do NIH.

A pesquisa revelou informações sobre a região do fator de azoospermia, que é um trecho de DNA contendo vários genes conhecidos por estarem envolvidos na produção de esperma.

Os pesquisadores conseguiram estudar a estrutura de um conjunto de repetições invertidas ou “palíndromos” nessa região.

“Essa estrutura é muito importante porque ocasionalmente esses palíndromos podem criar laços de DNA”, disse o primeiro autor do estudo, Arang Rhie, cientista do NHGRI. “Às vezes, esses laços são acidentalmente cortados e criam deleções no genoma.”

Deleções nessa região são conhecidas por interromper a produção de esperma, e isso pode afetar a fertilidade. Com uma sequência completa do cromossomo Y, agora os pesquisadores podem analisar com mais precisão essas deleções e seus efeitos na produção de esperma.

Outras regiões com relevância médica potencial contêm genes que se repetem, de acordo com o estudo. Enquanto a maioria dos genes no genoma humano tem duas cópias, uma herdada de cada pai, alguns genes têm muitas cópias que se repetem ao longo de um trecho de DNA, às vezes chamado de “arranjo de genes”.

Os pesquisadores se concentraram no gene TSPY, que se pensa estar envolvido na produção de esperma. Cópias do TSPY são organizadas no segundo maior arranjo de genes no genoma humano, de acordo com o estudo. Os pesquisadores descobriram que diferentes indivíduos tinham entre 10 e 40 cópias do TSPY.

“Quando você encontra variação que não viu antes, a esperança é sempre que essas variantes genômicas sejam importantes para entender a saúde humana”, disse Phillippy. “Variantes genômicas clinicamente relevantes podem nos ajudar a projetar melhores diagnósticos no futuro.”

Mais informações

A Fundação de Cuidados em Urologia tem mais informações sobre infertilidade masculina.

FONTE: NIH/Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano, comunicado de imprensa, 23 de agosto de 2023

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