Compreender como os genes são regulados nos organismos é fundamental para compreender como as células se desenvolvem e funcionam. No centro deste processo estão os fatores de transcrição (TFs), proteínas que ajudam a ativar ou desativar genes específicos, ligando-se a regiões específicas do DNA, chamadas intensificadores. Visualizar essas interações dentro do núcleo é um grande desafio, exigindo técnicas sofisticadas para observar onde e como essas proteínas interagem. Agora, uma nova técnica permite observar essas interações proteicas diretamente nos núcleos das células das glândulas salivares das larvas de Drosophila, revelando a complexa dança das moléculas que impulsionam a regulação genética.
Pesquisadores do Instituto de Função Genética de Lyon da Universidade de Lyon, liderados pelo Dr. Solène Vanderperre, desenvolveram um novo método experimental para estudar as interações proteicas no núcleo das células das glândulas salivares das larvas de Drosophila. O novo método, denominado BiFOR, combina complementação de fluorescência bimolecular (BiFC) com o sistema de marcação de DNA bacteriano ANCHOR. Suas descobertas foram publicadas na revista Cell.
Dr. Merabet explicou que esta nova técnica permite a quantificação precisa de complexos de proteínas diméricas em intensificadores específicos no núcleo das glândulas salivares de Drosophila. O objetivo deste estudo foi decifrar as pistas moleculares da especificidade do TF in vivo, um aspecto importante da regulação gênica.
Os pesquisadores empregaram BiFC, uma técnica que tem sido amplamente utilizada para revelar interações proteína-proteína (PPIs) em uma variedade de sistemas modelo, incluindo embriões vivos de Drosophila. No entanto, a visualização de PPIs ao nível de intensificadores de alvos específicos ou regiões genómicas requer o surgimento de novos métodos de marcação de ADN. A introdução do sistema ANCHOR permite a localização e quantificação precisas dessas interações sem interromper a regulação transcricional.
Resultados notáveis obtidos usando intensificadores bem caracterizados de genes selecionados de glândulas salivares Cabeça de garfo (FK250) como modelo. Este intensificador é regulado pela proteína Hox Sex Comsreded (Scr), que está associada ao cofator do dente externo (Exd). Demonstramos que os complexos Scr/Exd são especificamente enriquecidos no intensificador fkh250 nos núcleos das glândulas salivares, confirmando achados anteriores in vitro e in vivo.
Estudos mostraram que ParB1-mCherry, um componente do sistema ANCHOR, enriquece significativamente a sinalização BiFC, sugerindo que a sinalização BiFC FK250 Melhoradores. A quantificação destes sinais sugere que o enriquecimento é específico para o complexo Scr/Exd, uma vez que não foi observada ligação significativa a outro complexo Hox/Exd ou apenas a Scr (o cofator Exd é necessário para ajudar Scr a reconhecer o seu alvo) FK250 intensificador).
A sensibilidade e especificidade da tecnologia BiFOR foram confirmadas através da análise de duas variantes adicionais da tecnologia BiFOR. FK250 Enhancer: versão mutada (FK250vira-lata) e a versão de consenso (FK250deficiência). esse FK250vira-lata Intensificadores com mutações que abolem a ligação Hox/Exd não mostraram enriquecimento significativo do sinal BiFC, enquanto FK250deficiência Os intensificadores podem ser reconhecidos por diferentes complexos Hox/Exd, apresentando enriquecimento significativo.
Este estudo estabelece as bases experimentais para futuras aplicações da estratégia BiFOR, que pode ser aplicada a outros tecidos durante o desenvolvimento da Drosophila e potencialmente a outros organismos modelo. Estas descobertas destacam o potencial do BiFOR como uma ferramenta poderosa para visualizar e quantificar a dinâmica do complexo proteico em regiões específicas do DNA, fornecendo insights mais profundos sobre os mecanismos moleculares de regulação genética.
“Nosso trabalho mostra que o BiFOR pode reproduzir o reconhecimento específico de intensificadores de alvos por complexos de proteínas diméricas no núcleo da glândula salivar”, disse o Dr. Merabet. “A versatilidade e a sensibilidade desta tecnologia tornam-na uma abordagem promissora para estudos futuros que visam desvendar a complexidade das interações dos fatores de transcrição e da regulação genética.”
A pesquisa do Dr. Merabet e do Dr. Vanderperre marca um grande avanço no campo da biologia molecular e fornece uma nova maneira de explorar as interações dinâmicas das proteínas dentro do núcleo. Esta abordagem inovadora tem o potencial de revelar novos aspectos da regulação genética e da especificidade dos fatores de transcrição, abrindo caminho para futuras descobertas na biologia e na genética do desenvolvimento.
Referência do diário
Van der Pere, Solena e Samir Merabet. “Visualização da associação de complexos de proteínas diméricas com intensificadores específicos no núcleo da glândula salivar de larvas de Drosophila.” Célula, 2024. doi: https://doi.org/10.3390/cells13070613
Sobre o autor
Dr. Samir Merabet é o Diretor de Pesquisa do CNRS (Centro Nacional de Pesquisa Científica). Obteve seu doutorado no Instituto de Biodesenvolvimento de Marselha (IBDM, França) e fez pós-doutorado no Biozentrum (Basel, Suíça). Em 2012, fundou o grupo “Ontogênese e Interações Moleculares” no IGFL (Instituto de Função Genética, Lyon, França). Samir Merabet sempre foi fascinado pelas proteínas Hox, uma família conservada de proteínas reguladas pelo desenvolvimento. Seu trabalho de doutorado e pós-doutorado foi dedicado à compreensão de suas propriedades moleculares intrínsecas durante o desenvolvimento e evolução. Desde que ingressou na IGFL, a equipe de Samir Merabet está desenvolvendo ferramentas inovadoras para capturar e estudar interações proteína-proteína de proteínas Hox e outros importantes reguladores do desenvolvimento em diferentes sistemas modelo, inclusive in vivo. mosca da fruta Embriões ou larvas e células humanas.
