Revolução na edição genômica: defesa bacteriana com DdmD e DdmE

São PauloCientistas descobriram uma nova forma que pode melhorar a edição de genomas ao estudar como as bactérias se defendem. A pesquisa foca em como duas proteínas, DdmD e DdmE, trabalham juntas para desativar plasmídeos. Plasmídeos são pequenas porções de DNA que bactérias usam para compartilhar informações genéticas. Embora possam ajudar na evolução bacteriana, eles também podem ser prejudiciais.

Pesquisadores da Universidade Estadual de Ohio utilizaram a criomicroscopia eletrônica para estudar os detalhes de um mecanismo de defesa chamado DdmDE. O processo inicia quando DdmE se liga a um pequeno fragmento de DNA conhecido como DNA guia. Isso auxilia DdmE a identificar e capturar plasmídeos-alvo ao abrir uma das fitas duplas do plasmídeo. Em seguida, DdmD se liga à fita simples restante do plasmídeo, divide-se em duas moléculas e corta o plasmídeo em pedaços.

Componentes essenciais desta pesquisa incluem:

• DNA guia: Mais estável e mais barato de sintetizar do que RNA guia.
• Proteínas DdmD e DdmE: Pequenas o suficiente para serem introduzidas em células de mamíferos.
• Criomicroscopia eletrônica: Essencial para observar o funcionamento dessas proteínas.
• Loop de feedback: Processo onde fragmentos de plasmídeos continuam a funcionar como DNA guia.

Esta pesquisa pode ajudar a desenvolver ferramentas para prevenir doenças através da edição de genes. O DNA guia auxilia na identificação precisa de partes específicas do genoma. Diferentemente das proteínas Argonaute, que utilizam RNA guia, a DdmE utiliza DNA guia, que é mais fácil de produzir e pode ser mais estável e preciso.

Ferramentas de edição genética como o CRISPR/Cas9 revolucionaram a biologia, mas apresentam algumas limitações. Um problema significativo é que às vezes elas modificam partes erradas do genoma. O sistema DdmDE utiliza DNA guia e pode direcionar edições de forma mais precisa, reduzindo essas alterações indesejadas.

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Cientistas estão investigando como esse sistema pode ser utilizado para diversas finalidades. No momento, eles estão testando sua eficácia em células de mamíferos, com o objetivo de corrigir erros genéticos responsáveis por doenças.

Um fragmento de DNA plasmidial pode direcionar a degradação de mais plasmídios, revelando um sistema de defesa inerente. Esse mecanismo reforça a proteção do hospedeiro e torna o método mais consistente ao longo do tempo.

Essas características podem impulsionar avanços na medicina personalizada, onde técnicas de edição genética são adaptadas para a genética única de cada indivíduo, melhorando os resultados dos tratamentos de doenças como fibrose cística, distrofia muscular e alguns tipos de câncer.

Com o apoio de instituições como os Institutos Nacionais de Saúde, o sistema DdmDE tem o potencial de revolucionar a edição genômica. Ao estudar como as bactérias se defendem, podemos descobrir novas maneiras de melhorar a saúde humana, alcançando feitos que antes considerávamos impossíveis.