Pesquisadores do Dartmouth College descobriram que a disposição dos genes, ou 'sintaxe gênica', dentro de um plasmídeo influencia significativamente a expressão gênica. Esta descoberta destaca a importância da colocação dos genes, de forma semelhante a como a ordem das palavras afeta o significado de uma frase.
A Sintaxe Gênica Importa
O estudo, publicado no Journal of Biological Engineering, revela que alterar a sintaxe gênica afeta o movimento da maquinaria transcricional ao longo do DNA, a interação entre replicação e transcrição e a variabilidade na expressão gênica. Os pesquisadores analisaram sistematicamente o impacto da ordem e orientação dos genes em plasmídeos, que são pequenas moléculas circulares de DNA frequentemente encontradas em bactérias e usadas para estudar a função dos genes.
Design Experimental e Resultados
Os pesquisadores construíram plasmídeos com genes repórteres fluorescentes em diferentes ordens e orientações, mantendo os promotores e os sítios de ligação ribossômica idênticos. Os resultados demonstraram que as mudanças na sintaxe gênica levaram a diferenças significativas nos níveis de expressão e na variabilidade. Por exemplo, a expressão da proteína fluorescente verde (GFP) variou em mais de 1,8 vezes, dependendo de sua colocação. Genes alinhados na mesma direção que a origem de replicação do plasmídeo exibiram maior expressão, enquanto a orientação gênica em tandem levou a uma expressão mais forte, e a orientação divergente suprimiu a atividade gênica.
Implicações para a Biologia Sintética
Mudar a ordem dos genes também alterou os níveis de expressão, confirmando que tanto a posição quanto a orientação influenciam a produção de genes. Essas descobertas demonstram que a sintaxe gênica é um elemento de design crucial. Ao tratar a sintaxe gênica como uma variável ajustável, os biólogos sintéticos e bioengenheiros podem melhorar a previsibilidade e a precisão das ferramentas genéticas, abrindo caminho para técnicas de engenharia genética otimizadas e circuitos genéticos mais eficientes para diversas aplicações.