Questão de Biologia — Genômica e Sequenciamento de DNA — CESPE / CEBRASPE 2024

Metilação do DNA e sequenciamento Nanopore

Gabarito: ✅ CERTO. A plataforma Oxford Nanopore permite, de fato, identificar simultaneamente ao sequenciamento as marcas epigenéticas 5mC (5-metilcitosina) e 5HmC (5-hidroximetilcitosina), pois a passagem da base modificada pelo nanoporo gera um sinal elétrico distinto, permitindo a detecção direta dessas modificações sem necessidade de etapas adicionais de enriquecimento ou conversão química.

A epigenética estuda alterações na expressão gênica que não envolvem mudanças na sequência de nucleotídeos do DNA. A metilação do DNA é um dos mecanismos epigenéticos mais estudados e consiste na adição covalente de um grupo metil (CH3) à citosina, formando a 5-metilcitosina (5mC). Essa modificação é catalisada por enzimas chamadas DNA metiltransferases (DNMTs) e, em geral, está associada ao silenciamento gênico. A 5-hidroximetilcitosina (5HmC) é um derivado oxidado da 5mC, produzido pela ação das enzimas TET (dez-onze translocação), e é particularmente abundante em tecidos como o cérebro, sendo considerada uma marca epigenética com papel na regulação da expressão gênica e na reprogramação celular.

O sequenciamento de nova geração (NGS) revolucionou a genômica, e entre as plataformas de terceira e quarta geração destaca-se a Oxford Nanopore. Diferentemente dos métodos de segunda geração (como Illumina), que exigem amplificação e leitura por síntese, o Nanopore sequencia uma única molécula de DNA que passa por um nanoporo proteico embebido em uma membrana. À medida que cada nucleotídeo atravessa o poro, ocorre uma alteração característica na corrente elétrica, que é registrada e convertida em sequência. Essa leitura em tempo real permite não apenas determinar a ordem das bases canônicas (A, T, C, G), mas também identificar modificações químicas nas bases, como a metilação, pois a presença de um grupo metil ou hidroximetil altera o perfil eletroquímico da passagem da base pelo poro.

A capacidade de detectar 5mC e 5HmC simultaneamente ao sequenciamento é uma vantagem significativa do Nanopore em relação a outras plataformas. Métodos tradicionais de estudo da metilação, como o sequenciamento de bissulfito, exigem tratamento químico do DNA que converte citosinas não metiladas em uracila, perdendo a distinção entre 5mC e 5HmC. O Nanopore, por sua vez, dispensa essa conversão e permite a detecção direta e discriminada das duas marcas, o que é essencial para estudos epigenéticos globais (epigenômica).

A banca explora aqui o conhecimento específico sobre as capacidades das plataformas de sequenciamento. O candidato que conhece apenas os métodos de segunda geração pode estranhar a afirmação, mas a tecnologia Nanopore é justamente uma das pioneiras na detecção direta de modificações epigenéticas durante o sequenciamento. A afirmativa está correta e reflete uma característica real e importante dessa plataforma.

Item — ✅ CERTO

A afirmativa está correta. A plataforma Oxford Nanopore permite identificar globalmente regiões metiladas do DNA tanto pela identificação de 5mC como de 5HmC simultaneamente ao sequenciamento. Isso é possível porque a detecção é baseada na alteração da corrente iônica quando a base modificada atravessa o nanoporo, gerando um sinal distinto para cada tipo de modificação. Essa capacidade é uma das grandes vantagens da tecnologia, permitindo estudos epigenéticos em larga escala sem a necessidade de etapas adicionais de conversão química ou enriquecimento, como ocorre em outras plataformas.

Gabarito: ✅ CERTO