Pesquisadores do MIT descobriram que a estrutura tridimensional do genoma não desaparece completamente durante a divisão celular, como se acreditava há muito tempo. Em vez disso, pequenos loops conhecidos como microcompartimentos permanecem intactos e até se fortalecem, potencialmente explicando surtos breves de atividade gênica na mitose. Essa descoberta desafia visões tradicionais de como as células mantêm a regulação genética através das divisões.
Por décadas, os cientistas assumiram que durante a mitose — a fase da divisão celular em que os cromossomos se condensam e duplicam — a arquitetura 3D intricada do genoma desaparece temporariamente, reformando-se apenas depois. Esse modelo sugeria uma 'lousa em branco' sem estrutura relacionada a genes, permitindo um reinício limpo da atividade genética.
Novas descobertas do MIT, publicadas na Nature Structural and Molecular Biology, derrubam essa ideia. Usando uma técnica de mapeamento de alta resolução chamada Region-Capture Micro-C (RC-MC), desenvolvida pela equipe em 2023, os pesquisadores identificaram 'microcompartimentos' — pequenos loops que conectam enhancers (segmentos de DNA reguladores) a promotores (pontos de início de genes). Esses loops persistem durante a mitose, tornando-se mais pronunciados à medida que os cromossomos se compactam.
"Este estudo realmente ajuda a esclarecer como devemos pensar na mitose. No passado, a mitose era vista como uma lousa em branco, sem transcrição e sem estrutura relacionada à atividade gênica. E agora sabemos que não é bem assim", disse Anders Sejr Hansen, professor associado de engenharia biológica no MIT.
Os loops que se fortalecem podem ajudar as células a 'lembrar' interações genéticas pré-divisão, ligando a estrutura do genoma à função — um desafio de longa data no campo. O autor principal Viraat Goel PhD '25 observou: "As descobertas ajudam a ligar a estrutura do genoma à sua função na gestão de como os genes são ligados e desligados, o que tem sido um desafio pendente no campo por décadas."
Essa persistência também lança luz sobre um surto transcripcional misterioso observado desde a década de 1960, com picos confirmados em estudos de 2016 e 2017. Microcompartimentos perto de genes ativos se formam acidentalmente devido à compactação, ativando brevemente a transcrição antes que a célula os elimine na fase G1 pós-divisão.
Autores seniores incluem Hansen e Edward Banigan, com coautores Leonid Mirny do MIT e Gerd Blobel da University of Pennsylvania. O trabalho, financiado pelo NIH e outros, abre questões sobre como o tamanho e a forma da célula influenciam essas estruturas.