Corrida ao armamento molecular: como é que o genoma se defende de inimigos internos
Dormidores celulares
Uma equipa de investigação internacional liderada pelos biólogos de Freiburg, Dr. Wenjing Qi e Prof. Ralf Baumeister, descobriu como o retrotransposão LINE1 explora uma proteína celular para se tornar ativo, como acontece nos tumores. Ao mesmo tempo, os investigadores também decifraram a contramedida adequada da célula para evitar condições como a formação de tumores ou a inflamação crónica. Os resultados foram publicados na revista Nature Communications.
Células adormecidas
"Sleepers" é o nome que os Serviços Secretos dão aos agentes que vivem discretamente numa sociedade durante anos antes de serem activados pelos seus empregadores. O genoma humano contém milhares destes "dormentes", conhecidos como retrotransposões. Estes - provavelmente deixados por ataques de vírus há milhões de anos - estão equipados apenas com informação mínima para saltarem para fora do genoma e multiplicarem-se quando surge a oportunidade. Para o fazer, utilizam incorretamente a maquinaria enzimática das células humanas.
LINE1 é o nome do mais comum destes elementos, representando quase 20 por cento de todo o genoma. Quando o LINE1 se torna ativo, copia-se a si próprio e reintegra-se no material genético num local diferente, interrompendo assim o plano da célula. Esta situação pode, por vezes, ser benéfica em termos de introdução de diversidade no genoma, mas pode facilmente tornar-se incontrolável, especialmente em tumores progressivos. Além disso, a LINE1 ativa pode alertar o sistema imunitário da célula, o que pode levar a uma inflamação crónica. Ao longo da evolução, as células humanas desenvolveram, portanto, muitos mecanismos para evitar precisamente esta ativação. A forma como a própria LINE1 é mobilizada tem sido largamente mal compreendida até agora.
Competição entre proteínas
A equipa de investigação desvendou os mecanismos de funcionamento: A LINE1 recruta uma proteína que não está a funcionar nas células, chamada NRBP1. Esta antiga cinase tinha perdido as suas funções enzimáticas devido a mutações no seu gene ao longo do tempo. Uma vez que a reprodução descontrolada de LINE1 é um grande problema para a célula hospedeira, esta também desenvolveu um contra-mecanismo ao longo do tempo. Uma cópia ligeiramente modificada desta proteína, o parálogo NRBP2, marca a NRBP1 de modo a que esta seja reconhecida como um resíduo e, por conseguinte, eliminada.
A competição entre as duas proteínas deve ser ganha pela NRBP2 para evitar danos. Até agora, ambos os factores só tinham sido notados na biologia do cancro devido ao seu diferente envolvimento nos tumores, sem que as suas funções fossem conhecidas. Uma análise da história evolutiva desta competição mostra que a função de bloqueio de NRBP2 foi provavelmente adquirida mais tarde na evolução, a fim de escapar à influência destrutiva de NRBP1 e LINE1.
Informações pormenorizadas
Wenjing Qi é líder de um grupo de investigação no laboratório de Ralf Baumeister, Professor de Bioinformática e Genética Molecular na Universidade de Freiburg. Ambos os trabalhos foram também apoiados pelo CIBSS - Centro de Estudos Integrativos de Sinalização Biológica, um pólo de excelência da Universidade de Friburgo. Os primeiros autores da publicação são os seus colegas Dr. Wei Yang e Shaobo Cong. "As nossas descobertas não só mostram o envolvimento da NRBP1/2 no desenvolvimento de tumores humanos", afirma Qi. "Também fornecem informações sobre os pormenores regulamentares que surgiram da duplicação de genes ao longo da evolução."
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Publicação original
Wei Yang, Shaobo Cong, Ruoyao Li, Jennifer Schwarz, Thilo Schulze, Raban A. Gevelhoff, Xinyan Chen, Sara Ullrich, Kristina Falkenstein, Denis Ott, Pia Eixmann, Angelica Trentino, Antje Thien, Thierry Heidmann, Ekkehard Schulze, Bettina Warscheid, Ralf Baumeister, Wenjing Qi; "Opposing roles of pseudokinases NRBP1 and NRBP2 in regulating L1 retrotransposition"; Nature Communications, Volume 16, 2025-7-11
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