Tecnologia Científica

Novo manãtodo permite o controle preciso do gene pela luz
Pode avana§ar significativamente na investigaa§a£o de processos dina¢micos em células vivas. O estudo foi publicado na revista Nature Communications .
Por Universidade de Bonn - 25/09/2020


Crédito doma­nio paºblico

Um novo interruptor a³ptico torna possí­vel controlar com precisão a vida útil das ca³pias genanãticas. Eles são usados ​​pela canãlula como instruções de construção para a produção de protea­nas. O manãtodo foi desenvolvido por pesquisadores das universidades de Bonn e Bayreuth. Pode avana§ar significativamente na investigação de processos dina¢micos em células vivas. O estudo foi publicado na revista Nature Communications .

Falando metaforicamente, cada canãlula humana contanãm em seu núcleo uma enorme biblioteca com dezenas de milhares de livros - os genes. Cada um desses livros, por sua vez, contanãm as instruções de construção de uma protea­na. Quando a canãlula necessita de determinada protea­na, éfeita a transcrição das instruções correspondentes. Essas transcrições são chamadas de mRNAs (o RNA éuma forma ligeiramente modificada de DNA).

Um mecanismo celular garante que as transcrições de mRNA sejam "fragmentadas" novamente após um curto período de tempo. Isso garante que a protea­na seja produzida apenas enquanto for realmente necessa¡ria. Ha¡ várias décadas, os pesquisadores tiveram a ideia de usar este triturador para seus pra³prios fins: anexando especificamente um marcador a certos mRNAs, eles garantem que as transcrições não sejam usadas como instruções de construção, mas sejam destrua­das imediatamente: um processo também conhecido como silenciamento de RNA. A canãlula então carece da protea­na correspondente. Isso torna possí­vel descobrir por qual função ele realmente seria responsável.

Molanãcula bacteriana como interruptor dependente de luz

A abordagem que os grupos de Bonn e Bayreuth publicaram agora ébaseada neste manãtodo. No entanto, não énem de perto tão bruto, mas permite um controle muito mais diferenciado sobre a vida útil das ca³pias de mRNA. "Usamos uma molanãcula bacteriana para controlar a fragmentação das transcrições de mRNA com a ajuda da luz", explica o Prof. Dr. Ga¼nter Mayer, que chefia o Grupo de Pesquisa em Biologia Quí­mica e Quí­mica Medicinal no Instituto LIMES da Universidade de Bonn.

A molanãcula bacteriana com a abreviatura PAL atua como uma espanãcie de interruptor. Ele muda de forma sob a influaªncia da luz azul. No processo, éexposta uma bolsa que pode se ligar a certas moléculas . "Pesquisamos uma enorme biblioteca de moléculas curtas de RNA produzidas artificialmente, chamadas apta¢meros", disse Mayer. "Eventualmente, encontramos um apta¢mero que éuma boa combinação para o bolso na molanãcula PAL."

Os pesquisadores agora acoplaram este apta¢mero a um dos marcadores moleculares que podem se anexar aos mRNAs e, assim, libera¡-los para degradação. "Quando irradiamos a canãlula com luz azul, PAL se liga ao marcador por meio do apta¢mero e, portanto, o coloca fora de ação", explica o colega de Mayer, Sebastian Pilsl. "O mRNA não éentão destrua­do, mas traduzido na protea­na correspondente." Assim que os pesquisadores desligam a luz azul, o PAL libera o ra³tulo novamente. Agora ele pode se ligar ao mRNA, que éentão fragmentado.

No futuro, isso permitira¡ que os pesquisadores investiguem exatamente onde e quando uma protea­na énecessa¡ria em uma canãlula, simplesmente imergindo uma área da canãlula em luz azul em um determinado momento e, em seguida, observando as consequaªncias. No estudo atual, eles aplicaram isso a protea­nas que desempenham um papel importante na regulação do ciclo celular e na divisão celular. A combinação de apta¢mero e marcador de degradação éintroduzida na canãlula por engenharia genanãtica. Isso significa que ele gera o pra³prio sinal de degradação dependente da luz; não precisa ser fornecido de fora.

As transcrições de genes podem ser especificamente desligadas

O apta¢mero pode ser combinado com quaisquer marcadores, cada um dos quais, por sua vez, serve como um sinal triturador para um mRNA especa­fico. “Este manãtodo pode, portanto, ser usado para desligar praticamente todas as moléculas de mRNA na canãlula de maneira controlada”, enfatiza o Prof. Dr. Andreas Ma¶glich, da Universidade de Bayreuth. No estudo piloto publicado recentemente , tudo funcionou de forma simples e confia¡vel. Os pesquisadores, portanto, veem um grande potencial em seu manãtodo para a investigação de processos dina¢micos em células e organismos vivos.

 

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