O DNA é a base da vida na Terra. A função do DNA é armazenar todas as informações genéticas de que um organismo precisa para se desenvolver, funcionar e se reproduzir. É essencialmente um manual de instruções biológico encontrado em cada célula. Os bioquímicos da Universidade de Münster desenvolveram agora uma estratégia para controlar as funções biológicas do DNA com o auxílio da luz.
Isso permite que os pesquisadores entendam e controlem melhor os processos que ocorrem na célula – por exemplo, epigenética, a principal mudança química e alavanca reguladora no DNA. Os resultados foram publicados na revista Angewandte Chemie.
As funções da célula dependem de enzimas. As enzimas são proteínas que realizam reações químicas na célula. Eles ajudam a sintetizar produtos metabólicos, fazer cópias das moléculas de DNA, converter energia para as atividades da célula, alterar o DNA epigeneticamente e quebrar certas moléculas. Uma equipe de pesquisadores liderada pela Prof. Andrea Rentmeister, do Instituto de Bioquímica da Universidade de Münster, usou uma chamada reação em cascata enzimática para compreender e rastrear melhor essas funções. Essa seqüência de etapas sucessivas de reação envolvendo diferentes enzimas torna possível a transferência dos chamados grupos de fotocaging – grupos químicos que podem ser removidos por meio de irradiação com luz – para o DNA. Anteriormente, estudos haviam mostrado que apenas pequenos resíduos (pequenas modificações como grupos metil) podiam ser transferidos seletivamente para DNA, RNA (ácido ribonucléico) ou proteínas.
“Como resultado do nosso trabalho, agora é possível transferir resíduos ou modificações maiores, como os grupos de fotocagamento que acabamos de mencionar”, explica Nils Klöcker, um dos principais autores do estudo e Ph.D. estudante do Instituto de Bioquímica. Trabalhando em conjunto com o biólogo estrutural Prof. Daniel Kümmel, que também trabalha no Instituto de Bioquímica, também foi possível explicar a base para a mudança de atividade em nível molecular.
Usando a chamada engenharia de proteínas, um método pelo qual um prêmio Nobel foi concedido em 2018, os pesquisadores de Münster desenvolveram uma enzima na cascata, tornando possível ligar e desligar as funções do DNA por meio da luz. Com o auxílio do projeto de proteínas, foi possível expandir o espectro de substrato de enzimas – neste caso, metionina adenosiltransferases (MATs). Em seu trabalho, os pesquisadores examinaram dois MATs. As modificações realizadas oferecem um ponto de partida para o desenvolvimento de outros MATs com espectro de substrato expandido. “Combinar esses MATs com outras enzimas tem potencial para futuras aplicações celulares. Este é um passo importante para a implementação de substâncias não naturais geradas in-situ para outras enzimas em estudos epigenéticos”, disse Andrea Rentmeister.
Publicado em 30/12/2020 07h46
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