doi.org/10.1038/s41586-023-06947-z
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#Genoma
Compreender o mecanismo do LINE-1 é fundamental para o desenvolvimento de novos tratamentos potenciais para o câncer, doenças autoimunes, neurodegeneração e até mesmo envelhecimento.
Uma pesquisa publicada em 14 de dezembro na Nature lança luz sobre uma pequena parte do chamado “genoma escuro” – os 98% do genoma humano cuja função biológica é amplamente desconhecida.
Neste caso, uma equipe multidisciplinar internacional relatou as primeiras imagens de alta resolução e detalhes estruturais de um elemento genético conhecido como LINE-1, que se insere no genoma humano e está implicado em doenças como câncer, doenças autoimunes, neurodegeneração e mesmo envelhecendo.
Descobrindo a estrutura e o impacto do LINE-1
O LINE-1 é descrito no artigo como um “antigo parasita genético” com cerca de 100 cópias potencialmente ativas em cada pessoa. A atividade do LINE-1 é frequentemente correlacionada com doenças.
Ao contrário do DNA, que produz o RNA e depois as proteínas, os retrotransposons como o LINE-1 trabalham de trás para frente, produzindo DNA a partir do RNA e depois inserindo-o no genoma. A enzima necessária para este processo é chamada transcriptase reversa LINE-1, ou LINE-1 RT.
“Os retrotransposons são frequentemente chamados de ‘genes saltadores’ que se inserem em nossos cromossomos com um mecanismo de copiar e colar”, explica Matthias Götte, professor e presidente do Departamento de Microbiologia Médica e Imunologia da Universidade de Alberta e um dos os oito coautores correspondentes.
“Para este artigo, descobrimos as etapas essenciais desse processo, que poderiam então nos levar a formas de inibir a enzima e, eventualmente, tratar essas doenças.”
Esforços e descobertas colaborativas
A equipe incluiu pesquisadores de instituições dos Estados Unidos e da Europa, bem como parceiros de biotecnologia. O laboratório de Götte foi o único contribuidor canadense para a pesquisa, que foi liderada por investigadores da Harvard Medical School e da empresa de biotecnologia ROME Therapeutics, com sede em Boston.
“Nossas análises integradas revelam o funcionamento interno da máquina molecular que escreveu quase metade do genoma humano”, relatam os pesquisadores. “Compreender a estrutura e a função do LINE-1 é importante tanto na evolução como, cada vez mais, nas doenças humanas.”
O laboratório Götte forneceu muitos dos dados bioquímicos do artigo. “Expressamos e purificamos o LINE-1 RT em laboratório e depois fizemos experimentos bioquímicos para entender como ele realmente sintetiza o novo DNA a partir do RNA e o insere de volta no genoma”, explica.
Götte é especialista em polimerases e RTs – ou motores de replicação – de vírus como HIV e HCV. Ele agora está focado naqueles com alto potencial epidêmico, como Ebola, Lassa e SARS-CoV-2.
“Identificamos semelhanças entre o LINE-1 RT e o HIV-1 RT, mas também diferenças, e isso nos permitirá desenvolver medicamentos mais específicos para esta enzima LINE-1 específica”, diz Götte.
“Foi um grande esforço de equipe com biólogos estruturais de classe mundial, e é por isso que a ciência é absolutamente fantástica”, acrescenta. “Tratamentos eficazes para doenças humanas importantes só podem ser desenvolvidos com uma base científica muito forte.”
Götte trabalhou anteriormente com uma equipe científica semelhante para publicar pesquisas sobre a enzima endógena humana retrovírus-K RT, que também está implicada em doenças.
Götte credita ao seu associado de pesquisa Egor Tchesnokov a realização de quatro anos de experimentos para este artigo. “Ele é extremamente bom nisso e estou muito grato por tê-lo no laboratório.”
Publicado em 23/12/2023 00h40
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