O mistério do 'genoma obscuro' que compõe 98% do nosso DNA:casino online offers

E, com maiscasino online offers200 tipos diferentescasino online offerscélulas no corpo humano, parecia fazer sentido que cada uma delas precisasse dos seus próprios genes para realizar suas funções necessárias.

Acreditava-se que o surgimentocasino online offersconjuntos exclusivoscasino online offersproteínas fosse vital na evolução da nossa espécie e dos nossos poderes cognitivos. Afinal, somos a única espécie capazcasino online offerssequenciar o nosso próprio genoma.

Mas o que descobrimos é que menoscasino online offers2% dos três bilhõescasino online offersletras do genoma humano são dedicados às proteínas. Apenas cercacasino online offers20 mil genes codificadorescasino online offersproteínas foram encontrados nas longas linhascasino online offersmoléculas que compõem nossas sequênciascasino online offersDNA.

Os geneticistas ficaram assombrados ao descobrir que os númeroscasino online offersgenes produtorescasino online offersproteínas dos seres humanos são similares a algumas das criaturas mais simples do planeta. As minhocas, por exemplo, têm cercacasino online offers20 mil desses genes, enquanto as moscas-das-frutas têm cercacasino online offers13 mil.

Foi assim que, do dia para a noite, o mundo científico passou a enfrentar uma verdade bastante incômoda: grande parte do nosso entendimento sobre o que nos torna seres humanos talvez estivesse errada.

"Eu me lembro da incrível surpresa", afirma o biólogo molecular Samir Ounzain, principal executivo da companhia suíça Haya Therapeutics. A empresa procura utilizar nosso conhecimento sobre a genética humana para desenvolver novos tratamentos para doenças cardiovasculares, câncer e outras enfermidades crônicas.

"Aquele foi o momentocasino online offersque as pessoas começaram a se perguntar ‘será que temos um conceito errado do que é a biologia?'"

Os 98% restantes do nosso DNA ficaram conhecidos como matéria escura, ou o genoma obscuro – uma enorme e misteriosa quantidadecasino online offersletras sem propósito ou significado óbvio.

Inicialmente, alguns geneticistas sugeriram que o genoma obscuro fosse simplesmente DNA lixo, uma espéciecasino online offersdepósitocasino online offersresíduos da evolução humana. Seriam os restoscasino online offersgenes partidos que deixaramcasino online offersser relevantes há muito tempo.

Mas, para outros, sempre ficou claro que o genoma obscuro seria fundamental para nosso entendimento da humanidade.

"A evolução não tem absolutamente nenhuma tolerância com o lixo", afirma Kári Stefánsson, o principal executivo da empresa islandesa deCODE Genetics, que sequenciou mais genomas inteiros do que qualquer outra instituiçãocasino online offerstodo o mundo.

Para ele, "deve haver uma razão evolutiva para manter o tamanho do genoma".

Duas décadas se passaram e, agora, temos os primeiros indícios da função do genoma obscuro. Aparentemente,casino online offersfunção primária é regular o processocasino online offersdecodificação, ou expressão, dos genes produtorescasino online offersproteínas.

O genoma obscuro ajuda a controlar o comportamento dos nossos genescasino online offersresposta às pressões ambientais enfrentadas pelo nosso corpo ao longo da vida, que vão desde a alimentação até o estresse, a poluição, os exercícios e a quantidadecasino online offerssono. Este campo é conhecido como epigenética.

Ounzain afirma que gostacasino online offerspensar nas proteínas como o hardware que compõe a vida. Já o genoma obscuro é o software, que processa e reage às informações externas.

Por isso, quanto mais aprendemos sobre o genoma obscuro, mais compreendemos a complexidade humana e como nos tornamos quem somos hoje.

"Se você pensarcasino online offersnós enquanto espécie, somos mestres da adaptação ao ambientecasino online offerstodos os níveis", afirma Ounzain. "E essa adaptação é o processamento das informações."

"Quando você retorna à questão sobre o que nos faz ser diferentescasino online offersuma mosca oucasino online offersuma minhoca, percebemos cada vez mais que as respostas estão no genoma obscuro", segundo ele.

Os transposons e o nosso passado evolutivo

Quando os cientistas começaram a examinar o livro da vida,casino online offersmeados dos anos 2000, uma das maiores dificuldades foi o fatocasino online offersque as regiões não codificadorascasino online offersproteínas do genoma humano pareciam estar repletascasino online offerssequênciascasino online offersDNA repetidas, conhecidas como transposons.

Essas sequências repetitivas eram tão onipresentes que compreendiam cerca da metade do genomacasino online offerstodos os mamíferos vivos.

"A própria compilação do primeiro genoma humano foi mais problemática devido à presença dessas sequências repetitivas", afirma Jef Boeke, diretor do centro médico acadêmico chamado Projeto Matéria Escura da Universidade Langonecasino online offersNova York, nos Estados Unidos.

"Analisar simplesmente qualquer tipocasino online offerssequência é muito mais fácil quando se tratacasino online offersuma sequência exclusiva."

Inicialmente, os transposons foram ignorados pelos geneticistas. A maior parte dos estudos genéticos preferiu concentrar-se puramente no exoma – a pequena região codificadoracasino online offersproteínas do genoma.

Mas, ao longo da última década, o desenvolvimentocasino online offerstecnologias mais sofisticadascasino online offerssequenciamentocasino online offersDNA permitiu aos geneticistas estudar o genoma obscuro com mais detalhes.

Em um desses experimentos, os pesquisadores excluíram um fragmento específicocasino online offerstransposoncasino online offerscamundongos, o que fez com que a metade dos filhotes dos animais morresse antes do nascimento. O resultado demonstra que algumas sequênciascasino online offerstransposons podem ser fundamentais para a nossa sobrevivência.

Talvez a melhor explicação sobre o motivo da existência dos transposons no nosso genoma possa ser o fatocasino online offersque eles são extremamente antigos e datam das primeiras formascasino online offersvida, segundo Boeke.

Outros cientistas sugeriram que eles provêmcasino online offersvírus que invadiram o nosso DNA ao longo da história humana, antescasino online offersreceberem gradualmente novas funções no corpo para que tivessem algum propósito útil.

"Na maioria das vezes, os transposons são patógenos que nos infectam e podem infectar células da linha germinal, [que são] o tipocasino online offerscélulas que transmitimos para a geração seguinte", afirma Dirk Hockemeyer, professor assistentecasino online offersbiologia celular da Universidade da Califórniacasino online offersBerkeley, nos Estados Unidos.

"Eles podem então ser herdados e gerar integração estável ao genoma", segundo ele.

Boeke descreve o genoma obscuro como um registro fóssil vivocasino online offersalterações fundamentais no nosso DNA que ocorreram há muito tempo, na história antiga.

Uma das características mais fascinantes dos transposons é que eles podem se movercasino online offersuma parte do genoma para outra – um tipocasino online offerscomportamento que gerou seu nome – criando ou revertendo mutações nos genes, às vezes com consequências extraordinárias.

O movimentocasino online offersum transposon para um gene diferente pode ter sido responsável, por exemplo, pela perda da cauda na grande família dos primatas, fazendo com que a nossa espécie desenvolvesse a capacidadecasino online offersandar ereta.

"Aqui você tem esse evento único que teve enorme efeito sobre a evolução, gerando toda uma linhagemcasino online offersgrandes primatas, incluindo a nós", segundo Boeke.

Mas, da mesma forma que nossa crescente compreensão sobre o genoma obscuro explica cada vez mais sobre a evolução, ela pode também esclarecer o motivo do surgimento das doenças.

Ounzain ressalta que, se olharmos para os estudoscasino online offersassociação genômica ampla (GWAS, na siglacasino online offersinglês), que pesquisam as variações genéticas entre grandes quantidadescasino online offerspessoas para identificar quais delas são relacionadas a doenças, a grande maioria das variações ligadas a doenças crônicas, como o malcasino online offersAlzheimer, diabete e doenças cardíacas, não está nas regiõescasino online offerscodificaçãocasino online offersproteínas, mas sim no genoma obscuro.

O genoma obscuro e as doenças

A ilhacasino online offersPanay, nas Filipinas, é mais conhecida pelas suas cintilantes areias brancas e pelo fluxo regularcasino online offersturistas. Mas este local idílico esconde um segredo trágico.

Panay abriga o maior númerocasino online offerscasos existentes no mundocasino online offersum distúrbio dos movimentos incurável, chamado distonia-parkinsonismo ligado ao X (XDP, na siglacasino online offersinglês).

Como no malcasino online offersParkinson, as pessoas com XDP desenvolvem uma sériecasino online offerssintomas que afetamcasino online offerscapacidadecasino online offersandar e reagir rapidamente a diversas situações.

Desde a descoberta do XDP nos anos 1970, a doença só foi diagnosticadacasino online offerspessoascasino online offersascendência filipina. Este fato permaneceu um mistério por muito tempo, até que os geneticistas descobriram que todos esses indivíduos possuem a mesma variante exclusivacasino online offersum gene chamado TAF1.

O início dos sintomas parece ser causado por um transposon no meio do gene, que é capazcasino online offersregularcasino online offersfunçãocasino online offersforma a causar prejuízo ao corpo ao longo do tempo. Acredita-se que esta variante genética tenha surgido pela primeira vez cercacasino online offersdois mil anos atrás, antescasino online offersser transmitida e se estabelecer na população.

"O gene TAF1 é um gene essencial, ou seja, ele é necessário para o crescimento e a multiplicaçãocasino online offerstodos os tiposcasino online offerscélulas", afirma Boeke.

"Quando você ajustacasino online offersexpressão, você tem esse defeito muito específico, que se manifesta como uma horrível formacasino online offersparkinsonismo."

Este é um exemplo simplescasino online offerscomo algumas sequênciascasino online offersDNA do genoma obscuro podem controlar a funçãocasino online offersdiversos genes, seja ativando ou reprimindo a transformaçãocasino online offersinformações genéticascasino online offersproteínas,casino online offersresposta a indicações recebidas do ambiente.

O genoma escuro também fornece instruções para a formaçãocasino online offersdiversos tiposcasino online offersmoléculas, conhecidas como RNAs não codificantes. Eles podem desempenhar diversos papéis, desde ajudar a fabricar algumas proteínas, bloquear a produçãocasino online offersoutras ou ajudar a regular a atividade genética.

"Os RNAs produzidos pelo genoma obscuro agem como os maestros da orquestra, conduzindo como o seu DNA reage ao ambiente", explica Ounzain. E estes RNAs não codificantes, agora, são cada vez mais considerados a ligação entre o genoma obscuro e diversas doenças crônicas.

A ideia é que, se fornecermos sistematicamente os sinais errados para o genoma obscuro com o nosso estilocasino online offersvida – por exemplo, com o fumo, má alimentação e inatividade –, as moléculascasino online offersRNA produzidas por ele podem fazer com que o corpo entrecasino online offersum estadocasino online offersdoença, alterando a atividade genética,casino online offersforma a aumentar as inflamações do corpo ou promover a morte celular.

Acredita-se que certos RNAs não codificantes podem desligar ou aumentar a atividadecasino online offersum gene chamado p53, que age normalmente para evitar a formaçãocasino online offerstumores.

Em doenças complexas, como a esquizofrenia e a depressão, todo um conjuntocasino online offersRNAs não codificantes pode agircasino online offerssincronia para reduzir ou aumentar a expressãocasino online offerscertos genes.

Mas o nosso reconhecimento cada vez maior da importância do genoma obscuro já está trazendo novos métodoscasino online offerstratamento dessas doenças.

A indústriacasino online offersdesenvolvimentocasino online offersremédios costuma se concentrar nas proteínas, mas algumas empresas estão percebendo que pode ser mais eficaz tentar interromper os RNAs não codificantes, que controlam os genes encarregados desses processos.

No campo das vacinas contra o câncer, por exemplo, as empresas realizam sequenciamentocasino online offersDNAcasino online offersamostrascasino online offerstumores dos pacientes para tentar identificar um alvo adequado a ser atacado pelo sistema imunológico. E a maioria dos métodos concentra-se apenas nas regiões codificantescasino online offersproteínas do genoma.

Mas a empresa alemãcasino online offersbiotecnologia CureVac é pioneiracasino online offersum métodocasino online offersanálise das regiões não codificantescasino online offersproteínas, na esperançacasino online offersencontrar um alvo que possa interromper o câncer na fonte.

Já a empresacasino online offersOunzain, a Haya Therapeutics, atualmente está realizando um programacasino online offersdesenvolvimentocasino online offersdrogas dirigido a uma sériecasino online offersRNAs não codificantes que dirigem a formaçãocasino online offerstecidoscasino online offerscicatrização, ou fibrose, no coração – um processo que pode causar insuficiência cardíaca.

Uma das esperanças é que este método possa minimizar os efeitos colaterais decorrentescasino online offersmuitos remédioscasino online offersuso comum.

"O problema quando medicamos as proteínas é que existem apenas cercacasino online offers20 mil delas no corpo e a maioria é expressacasino online offersmuitas células e processos diferentes, que não têm relação com a doença", afirma Ounzain.

"Mas a atividade do genoma obscuro é extraordinariamente específica. Existem RNAs não codificantes que regulam a fibrose apenas no coração,casino online offersforma que, ao medicá-los, temos um remédio potencialmente muito seguro", explica ele.

O desconhecido

Paralelamente, parte desse entusiasmo precisa ser atenuada pelo fatocasino online offersque,casino online offerstermoscasino online offerscompreensão do funcionamento do genoma obscuro, apenas acabamoscasino online offersarranhar a superfície.

Sabemos muito pouco sobre o que os geneticistas descrevem como regras básicas: como essas sequências não codificantescasino online offersproteínas comunicam-se para regular a atividade genética? E como exatamente essas teias complexascasino online offersinterações se manifestam por longos períodoscasino online offerstempo até se tornarem traçoscasino online offersdoenças, como a neurodegeneração observada no malcasino online offersAlzheimer?

"Estamos ainda no começo", afirma Dirk Hockemeyer. "Os próximos 15 a 20 anos ainda serão assim – [iremos] identificar comportamentos específicoscasino online offerscélulas que podem gerar doenças e,casino online offersseguida, tentar identificar as partes do genoma obscuro que podem estar envolvidas na modificação desses comportamentos. Mas, agora, temos ferramentas para nos aprofundar nisso, algo que antes não tínhamos."

Uma dessas ferramentas é a edição genética.

Jef Boeke ecasino online offersequipe estão atualmente tentando aprender mais sobre a formacasino online offersdesenvolvimento dos sintomascasino online offersXDP, reproduzindo a inserçãocasino online offerstransposons genéticos TAF1casino online offerscamundongos.

No futuro, uma versão mais ambiciosa deste projeto poderá tentar compreender como as sequênciascasino online offersDNA não codificantescasino online offersproteínas regulam os genes, construindo blocoscasino online offersDNA sintético a partir do zero, para transplantecasino online offerscélulascasino online offerscamundongos.

"Estamos agora envolvidoscasino online offerspelo menos dois projetos, usando um enorme pedaçocasino online offersDNA que não faz nada e tentando instalar nele todos esses elementos", afirma Boeke.

"Colocamos um gene ali, uma sequência não codificantecasino online offersfrente a ele e outra mais distante, para ver como esse gene se comporta", explica ele. "Agora, temos todas as ferramentas para realmente construir pedaços do genoma obscurocasino online offersbaixo para cima e tentar entendê-lo."

Hockemeyer prevê que, quanto mais aprendermos, mais surpresas inesperadas o livro genético da vida continuará a nos apresentar, da mesma forma que ocorreu quando o primeiro genoma foi sequenciado, 20 anos atrás.

Para ele, "as questões são muitas. O nosso genoma ainda está evoluindo ao longo do tempo? Conseguiremos decodificá-lo totalmente?"

"Ainda estamos nesse espaço escurocasino online offersaberto que estamos explorando e existem muitas descobertas realmente fantásticas à nossa espera."

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.