Principais destaques:
- Um modelo de inteligência artificial identificou cerca de 360 mil estruturas especiais de DNA ao longo do genoma humano.
- Esses “nós” moleculares ajudam a decidir quando genes são ligados ou desligados.
- Em células cancerígenas, o papel dessas estruturas muda e passa a favorecer o crescimento descontrolado.
Uma colaboração internacional de cientistas conseguiu algo inédito na genômica.
Pela primeira vez, foi criado um mapa abrangente de quadruplexes de DNA, estruturas temporárias que funcionam como pequenos nós e influenciam diretamente a atividade dos genes.
O estudo foi publicado na revista científica Nucleic Acids Research e divulgado pela Universidade HSE, revelando como a inteligência artificial pode enxergar padrões invisíveis aos métodos tradicionais.
Essas formações são ricas em guanina e surgem e desaparecem rapidamente, o que sempre dificultou seu rastreamento. Com apoio de IA, os pesquisadores conseguiram mapear aproximadamente 360 mil dessas estruturas ao longo do DNA humano, abrindo novas portas para entender a regulação gênica e o câncer.
Um modelo de IA treinado para entender o DNA
Para alcançar esse resultado, a equipe desenvolveu um modelo chamado GQ-DNABERT, treinado com o EndoQuad, o maior banco de dados existente de quadruplexes validados experimentalmente. Diferentemente de algoritmos mais simples, a IA não analisa apenas sequências isoladas, mas também o contexto ao redor do DNA.
Isso permite prever com mais precisão se uma região rica em guanina realmente vai se dobrar formando um quadruplex funcional. Na prática, o mapa criado pela IA é muito mais completo do que qualquer levantamento feito apenas com técnicas experimentais.
Estruturas que trabalham em dupla para regular genes
Um dos achados mais curiosos do estudo é que muitos quadruplexes atuam em pares. Um costuma aparecer na região promotora, onde a transcrição do gene começa, enquanto o outro surge em um enhancer próximo, responsável por amplificar a atividade genética.
Ao cruzar esse mapa com dados de sequenciamento de célula única de diferentes tecidos, os cientistas observaram um padrão claro. Em células saudáveis, esses pares regulam funções específicas de cada tecido, como desenvolvimento neuronal no cérebro, respostas imunológicas no sangue e funções epiteliais no intestino.
O que muda quando a célula se torna cancerígena
Nas células tumorais, o cenário se transforma. A quantidade de pares de quadruplexes permanece parecida, mas os genes controlados por eles passam a estar ligados a processos universais de crescimento e divisão celular acelerada.
Segundo os pesquisadores, isso indica que estruturas antes associadas à especialização dos tecidos acabam sendo reaproveitadas pelo câncer para sustentar a proliferação descontrolada. Esse comportamento ajuda a explicar como células cancerígenas ignoram sua função original e entram em um modo de crescimento contínuo.
Além de resolver um desafio antigo da genômica, o mapeamento feito por IA pode servir de base para novas estratégias terapêuticas. No futuro, tratamentos contra o câncer podem mirar diretamente essas estruturas de DNA, interferindo nos programas genéticos que impulsionam os tumores.
