Foi descoberto que as proteínas específicas e não-específicas, ligadas ao ARN, são fundamentalmente semelhantes
Investigadores da Faculdade da
Medicina da Universidade Case Western Reserve (EUA) descobriram inesperadas
semelhanças entre proteínas que se pensava serem fundamentalmente diferentes.
A equipa
estudou como as proteínas se ligam ao ARN, um processo necessário para a
expressão do gene. É sabido que algumas proteínas ligam apenas ARNs com
determinadas sequências. Outras proteínas têm sido consideradas
"não-específicas" porque elas interagem com ARNs em locais
aparentemente aleatórios. Mas a equipa de Case Western Reserve publicou um novo
estudo em Nature, mostrando que as
proteínas não-específicas na verdade têm a capacidade de se tornarem específicas
onde se ligam ao ARN - procurando e vinculando-se com sequências específicas de
nucleótidos.
"Parece
não haver coisa como proteínas específicas ou não-específicas; em essência, são
todas específicas. Mas usam sua especificidade de maneira diferente," disse
o Dr. Eckhard Jankowsky, coautor e professor no Centro de Biologia Molecular ARN
na Faculdade de Medicina. "As nossas descobertas adiantam a compreensão de
como as proteínas e os ácidos nucleicos controlam a expressão gênica, que leva
ao conhecimento sobre como este controle é perdido ou alterado em casos de
cancro, infeções virais e outras doenças."
A equipa de
investigação de Case Western Reserve desenvolveu um novo método para medir as
proteínas que se ligam a milhares de diferentes moléculas de ARN, denominado High Throughput Sequencing Kinetics
(HITS-KIN). Aplicável a muitos domínios biológicos, a abordagem permite aos
investigadores analisar um grande número de mutações nos sítios do ADN ou ARN
de ligação das proteínas, rapidamente. O HITS-KIN permite aos cientistas completar
experiências em dias, que anteriormente teriam levado anos para terminar.
"Através
da combinação de métodos bioquímicos tradicionais com a tecnologia de sequenciamento
da última geração, podemos agora fazer uma experiência com milhares de ARNs
diferentes, enquanto antes estávamos limitados a analisar apenas uma molécula
de ARN, de cada vez," disse o Dr. Michael E. Harris, coautor e professor
adjunto de Bioquímica na Faculdade de Medicina.
Os defeitos
nas interações entre o ARN e as proteínas ligadas subjazem inúmeras doenças
humanas, incluindo o cancro e as doenças neurodegenerativas. Este conhecimento
de como as moléculas interagem é um passo fundamental para o desenvolvimento de
novas estratégias para o tratamento de doenças humanas.
"As novas
descobertas dos investigadores de Case Western Reserve podem sugerir formas de
projetar medicamentos visando toda uma classe de proteínas que se ligam ao ADN
e ARN em locais sem sequências de reconhecimento específico, que iria guiá-las ao
lugar. Anteriormente, não percebíamos como é que estas proteínas reconheciam
onde se ligar ao ADN ou ARN, o que dificultava a projeção de medicamentos visando
essa atividade," disse o Dr. Oleg Barski, do Instituto Nacional de
Ciências Médicas Gerais do Instituto Nacional de Saúde, que financiou
parcialmente a investigação. "A investigação também mostra que a
tecnologia de sequenciamento da próxima geração pode aprofundar a nossa compreensão
destas proteínas e de como elas controlam o funcionamento interno das
células."
Jankowsky e
Harris utilizaram o HITS-KIN para analisar a fraqueza ou força de um grande
número de diferentes ARNs se ligam a uma proteína em particular. Embora
estivesse previsto que proteínas não-específicas se ligassem a sequências de ARN
com afinidade semelhante, os investigadores encontraram a mesma ampla gama de
afinidades de ligação para a proteína não-específica que normalmente aparecem
para uma proteína específica.
Os autores
teorizam que os dois tipos de proteínas podem não diferir fundamentalmente, mas
que usam partes diferentes de seu espetro de afinidade para expressar os genes
corretamente. Enquanto as proteínas específicas podem se conectar com as suas
sequências preferenciais entre muitas moléculas de ARN da célula, as sequências
preferenciais de ARN das proteínas não-específicas não são criadas pela célula.
Como resultado, as proteínas não-específicas são deixadas para ligar para os ARNs
disponíveis com afinidades semelhantes a muitos ARNs diferentes.
"Essencialmente,
cada proteína tem preferências de ligação. No entanto, as proteínas
não-específica podem se ligar apenas às sequências que lhes são
disponibilizadas, enquanto que as proteínas específicas são capazes de se ligar
às sequências primeiramente escolhidas, "acrescentou Jankowsky.
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