Pesquisadores australianos estão entre os primeiros no mundo a ter acesso a uma nova abordagem para entender mudanças intrincadas que controlam como as proteínas funcionam em nossas células na saúde e na doença.

A nova técnica de proteômica chamada 'corte de ubiquitina' permite aos pesquisadores criar mapas de alta definição de como as proteínas são modificadas por um processo chamado ubiquitinação. A técnica fornece um novo nível de detalhe para a compreensão do papel da ubiquitinação nas células, e poderia revelar mudanças sutis que contribuem para uma série de doenças, incluindo câncer, condições inflamatórias e doenças neurodegenerativas.

A pesquisa, que foi publicado hoje em Natureza , foi liderado pelo pesquisador Walter e Eliza Hall Institute, Professor David Komander, que realizou o trabalho no Laboratório MRC de Biologia Molecular em Cambridge, REINO UNIDO.

Num relance

• Uma nova técnica de proteômica foi desenvolvida para estudar a ubiquitinação de proteínas, modificações de proteínas nas células que podem afetar sua função.
• A tecnica, chamado de 'ubiquitin clipping', permite aos pesquisadores mapear a ubiquitinação de proteínas com detalhes sem precedentes.
• O recorte de ubiquitina agora está estabelecido no Walter and Eliza Hall Institute, permitindo que cientistas australianos investiguem novos aspectos da sinalização da ubiquitina, incluindo suas ligações com uma série de doenças.

Arquitetura Ubiquitina

Ubiquitina é uma pequena proteína que pode se ligar a outras proteínas em uma célula, seja como uma unidade única ou em cadeias retas ou ramificadas mais longas. Professor David Komander, que chefia a divisão de Sinalização Ubiquitina recentemente criada do Instituto, a referida ubiquitinação de proteínas pode impactar todos os processos celulares.

"A ubiquitinação pode mudar a forma como as proteínas funcionam, potencialmente alterando sua atividade, redirecionando-os para diferentes partes da célula, ou regulando suas interações com outras proteínas. Um dos exemplos mais conhecidos de ubiquitinação é quando ela visa proteínas específicas para destruição, regulando os níveis da proteína na célula, mas agora sabemos que existem muitos papéis mais sutis e complexos para a sinalização da ubiquitina, " ele disse.

"A 'arquitetura' das cadeias de ubiquitina pode ser complexa com muitos ramos que influenciam seu impacto nas proteínas, no entanto, até agora tem sido quase impossível para os pesquisadores detectar e distinguir entre diferentes estruturas ramificadas. Isso limitou os experimentos que permitiram entender o papel da ubiquitinação nos processos de doenças. "

A nova técnica de 'recorte ubiquitin', que foi desenvolvido pelo Professor Komander e seus colegas da Universidade de Cambridge e da Universidade de Viena, permite aos cientistas medir diferentes arquiteturas de cadeia de ubiquitina por pré-tratamento de amostras de proteínas, e, em seguida, analisá-los usando eletroforese e espectrometria de massa.

"O recorte da ubiquitina nos permitiu revelar um nível totalmente novo de complexidade na sinalização da ubiquitina. Em nossos experimentos piloto, descobrimos que as cadeias ramificadas de ubiquitina são muito mais comuns do que se pensava. Também poderíamos estudar combinações de modificações na ubiquitina e outras proteínas - um feito que era até agora bastante difícil, "Professor Komander disse.

"Esta é uma técnica revolucionária que simplifica a pesquisa da ubiquitina, permitindo um novo nível de experimentação detalhada. É a diferença entre descrever uma casa com base apenas no número de paredes, janelas e portas que tem, versus olhar para os planos arquitetônicos detalhados. "

Novos insights sobre doenças

A ubiquitinação alterada de proteínas tem sido implicada em uma série de doenças, incluindo câncer, doenças inflamatórias e distúrbios neurodegenerativos como a doença de Parkinson. O professor Komander disse que a técnica de recorte de ubiquitina já estava sendo aplicada para estudar amostras de pacientes.

"Minha colega do Instituto Walter e Eliza Hall, Dra. Rebecca Feltham, está usando o corte de ubiquitina para procurar padrões de ubiquitinação de proteínas em amostras de pacientes com artrite reumatóide, uma doença inflamatória complexa. Isso pode dar novos insights sobre como esta doença se desenvolve e responde às terapias existentes, " ele disse.

“A ubiquitinação também é um alvo promissor para o desenvolvimento de novos medicamentos. O corte da ubiquitina será um aspecto crítico da pesquisa de descoberta de medicamentos da minha equipe.

"É empolgante que os pesquisadores australianos estejam entre os primeiros no mundo a ter acesso ao clipping de ubiquitina, e estou ansioso para ver a técnica subjacente a muitas descobertas empolgantes, inclusive por meio de nossas colaborações com outros grupos de pesquisa. "