Quais genes você deve a sua vida?

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Nós temos dezenas de milhares de genes em nossas células. Mas quais deles foram críticos para você ter nascido? E quais a gente nem precisava ‘taaaanto’ assim? 

Tenho certeza que o cidadão comum não ficou sem dormir pensando nessas perguntas. Porém, elas são extremamente relevantes para se entender melhor a função dos genes, sobre o que acontece no desenvolvimento embrionário e até explicar algumas doenças.

A fórmula para se avaliar se um gene é necessário para vida é assim:

  1. Pegue um camundongo selvagem (em teoria com todos os genes funcionando bem)
  2. Cause uma mutação em apenas um dos milhares de genes (digamos o gene “A”) que faça ele não funcionar mais. Como o camundongo possui dois cromossomos, em um deles existe a versão normal do gene “A” e no outro, a versão mutada que não funciona, ou seja, “a”. O camundongo vai ser um heterozigoto (Aa) para esse gene.
  3. Agora cruze 2 camundongos heterozigotos para o gene A e conte quantos filhotes possuem as diferentes combinações. Espera-se que, se tudo estiver bem, 1/4 dos filhotes sejam AA, 1/2 sejam Aa e 1/4 sejam aa. Ou seja, se o gene não for letal, 25% dos filhotes que nasceram serão nocautes (homozigotos aa) para o gene A.
  4. Mas se para 28 filhotes nascidos vivos, não houver nenhum homozigoto aa então podemos dizer que o gene A é essencial para vida (ou letal se ausente).
  5. Caso seja letal, descubra em que dia esse embrião homozigoto deve morrer na gestação.
  6. Se for um gene não-essencial para vida, investigue que tipo de alteração fenotípica o homozigoto aa deve causar. Será que há problemas cardíacos? De crescimento?
  7. Agora repita a operação para outros 1.750 genes.

 

Parece trabalhoso, né? E é!

Fazer isso para 1 gene já merecia relatar em um artigo. Imagine em 1.751 genes? Foi isso que os autores deste artigo da Nature publicado hoje fizeram. Eles basicamente padronizaram um jeito de avaliar o fenótipo de milhares de nocautes gerados através deste cruzamento de heterozigotos para saber quais genes são essenciais pra vida. No processo eles encontraram 410 genes letais, sendo vários deles relacionados com doenças humanas. Eles também encontraram vários genes com uma penetrância incompleta, ou seja, cujo nocaute homozigoto às vezes é viável e às vezes não.

Sistemas biológicos são robustos pois diversos genes possuem redundância de função. Ou seja, uma mesma função pode ser desempenhada por 2 genes diferentes. Frequentemente tal sistema de backup é constituído por genes parecidos que surgem a partir de processos de duplicação gênica. Chamamos esses genes de parálogos. O que eles notaram é que genes essenciais justamente tendem a não ter genes parálogos.

Mais importante, este trabalho ajudou a caracterizar e atribuir possíveis funções a genes que antes se sabia muito pouco sobre eles. E como os achados foram disponibilizados, a comunidade científica poderá aprender mais sobre as vias que esses genes participam.

Helder Nakaya | Professor de Farmácia da USP

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