Novidades Genéticas Médicas

Amparo Tolosa, Notícias Genéticas Médicas

Investigadores da EMBL acabam de transformar o que até agora se acreditava que ocorria durante a primeira divisão do embrião na sua cabeça, fornecendo um mecanismo que explica porque é que os genomas materno e paterno permanecem separados e porque é que tantos erros ocorrem durante esta divisão.

Ovo fecundado, antes da primeira divisão. Imagem: Stan Beyler, Ph.D. UNC A.R.T. laboratory.

Após a fertilização do óvulo pelo esperma, a primeira divisão da célula resultante marca o início do que se tornará o embrião, bem como o início de um novo organismo caracterizado por um genoma que é o resultado da combinação de material hereditário paterno e materno.

Até agora pensava-se que esta primeira divisão do zigoto era a primeira reunião entre os cromossomas do pai e da mãe e envolvia um único fuso mitótico (o sistema de microtubos que envolve os cromossomas e organiza a sua separação nas células filhas resultantes da divisão). Contudo, uma técnica de análise e imagem, especialmente concebida para o estudo de embriões, detectou que, ao contrário do que acontece no resto das divisões, na primeira divisão do futuro embrião de rato, não há um único fuso mitótico envolvido, mas sim dois, um para cada conjunto de cromossomas.

Dividir células. Os cromossomas, em roxo, foram duplicados e a separação dos dois conjuntos nas células filhas correspondentes é dirigida pelas fibras do citoesqueleto (em verde). Imagem: Nasser Rusan, National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health.

Durante anos, os investigadores tinham observado que na primeira divisão do zigoto o material hereditário do pai e o da mãe ocupavam compartimentos nucleares separados em embriões de duas células. Além disso, ocorreram erros com alguma frequência nesta divisão, o que levou ao aparecimento de células com núcleos duplos. Contudo, ninguém tinha fornecido um mecanismo para explicar esta situação.

O objectivo inicial dos investigadores era observar o comportamento dos genomas materno e paterno após a fertilização para tentar determinar porque ocorrem tantos erros. Para tal, utilizaram uma técnica microscópica avançada que reduz a quantidade de luz a que o embrião é exposto e fornece imagens precisas sem comprometer a viabilidade. Usando esta técnica, a equipa observou embriões de rato em que a parte central dos cromossomas paternos tinha sido manchada com uma cor diferente da cor materna e em que as microtubulas eram marcadas com uma cor diferente das anteriores. Desta forma, puderam observar a dinâmica dos cromossomas paterno e materno, bem como a do fuso mitótico.

Ao analisar diferentes embriões, os investigadores descobriram que após a ruptura do envelope nuclear e o início da primeira divisão do zigoto, dois fusos mitóticos estão organizados em torno dos genomas parentais, que funcionam independentemente e mantêm os dois genomas separados durante a primeira divisão.

“Analisámos primeiro apenas o movimento dos cromossomas parentais e não conseguimos explicar a causa da separação”, diz Judith Reichmann, primeira autora do artigo e investigadora do EMBL (Laboratório Europeu de Biologia Molecular). “Só quando nos concentrámos em microtubos, as estruturas dinâmicas de que são feitos os fusos, é que pudemos ver fusos duplos pela primeira vez. Isto permitiu-nos fornecer uma explicação para um mistério com 20 anos de idade”

fimitótico do zigoto
Representação dos dois fusos mitóticos no zigoto mamífero. Imagem: Cartasiova/Hoissan/Reichmann/Ellenberg/EMBL.

Os resultados do trabalho explicam a observação da separação dos genomas materno e paterno em embriões de duas células, bem como a elevada frequência de erros na primeira divisão zigoto, resultando em perturbações do desenvolvimento.

Se se confirmar que o mesmo ocorre em humanos como em ratos, os resultados podem ter repercussões importantes na medicina reprodutiva, especialmente no campo jurídico, uma vez que a fusão dos pronúcleos marca o início da protecção da vida do embrião em alguns países. Estima-se actualmente que a fusão do genoma materno e paterno ocorre na primeira divisão. Contudo, se dois fusos mitóticos também se formarem no zigoto humano, a combinação de material hereditário parental deve ser considerada como ocorrendo depois e não antes desta primeira divisão.

Referência: Reichmann J, et al. A formação de fusos duplos em zigotos mantém os genomas parentais separados em embriões iniciais de mamíferos. Ciência. 2018. Doi: http://dx.doi.org/10.1126/science.aar7462

.

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *