RNA Desmetilase FTO Impulsiona o Desenvolvimento Cerebelar por meio do Controle da Acetilação de Histonas

O cerebelo, apesar de representar apenas 10% da massa cerebral, contém mais de 80% dos neurônios do cérebro e é fundamental para a coordenação motora e a cognição. O desenvolvimento cerebelar alterado está na base de condições como ataxia espinocerebelar, deficiências intelectuais e transtornos do espectro autista. Mecanismos epigenéticos — incluindo a metilação de RNA m6A — são cada vez mais reconhecidos como reguladores-chave desse processo; no entanto, o papel específico da RNA desmetilase FTO no desenvolvimento cerebelar pré-natal ainda não estava esclarecido.

Para investigar essa questão, pesquisadores geraram camundongos com knockout total de Fto (FtoKO) no fundo genético C57BL/6 e examinaram os fenótipos cerebelares nos estágios embrionário (E13.5) e pós-natal precoce (P3). Avaliações comportamentais — incluindo os testes de suspensão pela cauda, impressão de pegada e rotarod — confirmaram que os camundongos FtoKO desenvolveram ataxia cerebelar com tremores e anormalidades na marcha. A coloração histológica de Nissl e a imunofluorescência revelaram aumento da expressão do marcador neuronal precoce TUJ1, acompanhado de redução nos níveis de genes de progenitores neurais e de autorenovação (Sox2, Sox9, Nestin, Pax6) e do marcador neuronal maduro Map2, indicando diferenciação neuronal prematura e aberrante.

Por meio de m6A-RIP-seq (MeRIP-seq), a equipe confirmou níveis globalmente elevados de modificação m6A nos cerebelos FtoKO. Entre os transcritos que adquiriram marcações m6A, Kat8 — que codifica a histona acetiltransferase KAT8, responsável pela acetilação de H4K16 — foi especificamente regulado para cima de maneira dependente de m6A. Estudos de co-imunoprecipitação demonstraram que a proteína leitora de m6A IGF2BP3 interage fisicamente com KAT8, recrutando-a para regiões regulatórias de genes. O sequenciamento CUT&Tag revelou acetilação elevada de H4K16 em todo o genoma, enquanto o ATAC-seq confirmou maior acessibilidade da cromatina em loci associados a vias do desenvolvimento neural no tecido FtoKO.

Experimentos de resgate funcional utilizando a superexpressão de FTO do tipo selvagem — mas não de um mutante FTO cataliticamente inativo (H231A/D233A) — restaurou os níveis normais de m6A e reverteu o fenótipo de diferenciação aberrante, confirmando que a atividade desmetilase do FTO é essencial. Esses resultados delineiam um novo eixo regulatório: perda de FTO → m6A elevado no mRNA de Kat8 → recrutamento de KAT8 mediado por IGF2BP3 → hiperacetilação de H4K16 → abertura da cromatina → desregulação transcricional de genes do desenvolvimento neural.

Este estudo estabelece uma ligação mecanística direta entre a epitranscreptômica do RNA e a reprogramação epigenética baseada em histonas no cérebro em desenvolvimento, com implicações para a compreensão dos transtornos do neurodesenvolvimento associados a variantes do FTO ou à desregulação da via m6A.