p É melhor fazer uma tarefa rapidamente e cometer erros, ou fazer isso devagar, mas perfeitamente? Quando se trata de decidir como consertar quebras no DNA, as células enfrentam a mesma escolha entre as duas principais vias de reparo. A decisão é importante, porque a escolha errada pode causar ainda mais danos ao DNA e levar ao câncer. p Os cientistas do Salk Institute descobriram que uma pequena proteína chamada CYREN ajuda as células a escolher o caminho certo na hora certa, esclarecendo um antigo mistério sobre o reparo do DNA e oferecendo aos pesquisadores uma ferramenta poderosa que poderia guiar melhores tratamentos para o câncer. O trabalho aparece em Natureza em 20 de setembro, 2017

p "Elucidar as vias de reparo do DNA é fundamental para entender como elas às vezes podem ser tóxicas, "diz Jan Karlseder, professor do Laboratório de Biologia Molecular e Celular da Salk e autor sênior do novo artigo. "Nossa descoberta da função de CYREN não apenas adiciona ao nosso corpo de conhecimento, isso nos dá uma nova ferramenta com a qual potencialmente lutamos contra o câncer. "

p Quebras de fita dupla, os ferimentos mais graves que acontecem ao DNA, pode ser reparado por um de dois caminhos:um processo rápido, mas sujeito a erros, conhecido como NHEJ (junção de extremidade não homóloga) e um mais lento, via livre de erros conhecida como HR (recombinação homóloga). O caminho mais rápido reúne com eficiência os fios quebrados, mas no caso de várias quebras, ele pode unir as duas extremidades erradas, tornando as coisas muito piores para uma célula. O caminho mais lento é livre de erros porque depende de ter uma sequência de DNA não danificada para guiar o reparo, mas isso significa que ele só pode operar depois que uma célula copiou sua informação genética para se dividir. Dado que, a via rápida opera exclusivamente antes de o DNA ser copiado, embora seu maquinário seja tão eficiente e prolífico que os cientistas se perguntam por que ele não supera os mais lentos, caminho mais exato após a cópia, também. Os cientistas há muito suspeitam que algo deve estar impedindo a opção mais rápida nesses casos.

p Que algo, o novo trabalho revela, é uma microproteína chamada CYREN, que inibe a via mais rápida quando uma cópia do DNA está disponível para ser usada pela via mais lenta. CYREN foi descoberto por outro cientista Salk, Alan Saghatelian, como parte de um esforço de 2015 para identificar pequenas proteínas chamadas "peptídeos codificados por ORF curtos" ou SEPs, que estão cada vez mais sendo descobertos como tendo papéis biológicos críticos.

p "Encontramos muitos desses peptídeos em nosso estudo anterior, mas não sabíamos realmente se algum deles era importante até que o laboratório de Karlseder se envolveu, "diz Saghatelian, professor da Clayton Foundation Laboratories for Peptide Biology e um dos co-autores do artigo. "Graças a este novo trabalho impressionante, agora sabemos que existem algumas moléculas realmente importantes entre as centenas que estamos descobrindo. "

p A pesquisa de Saghatelian sugeriu que CYREN estava interagindo com o interruptor mestre do caminho mais rápido, uma proteína chamada Ku. Para determinar a natureza exata da interação, A equipe de Karlseder trabalhou com uma região do genoma onde o reparo é normalmente suprimido para evitar fusões perigosas:as extremidades dos cromossomos, chamados telômeros. Os pesquisadores podem perturbar artificialmente os telômeros para ativar a via rápida, tornando-o um sistema modelo para testar os efeitos do CYREN.

p "Os telômeros oferecem uma ótima ferramenta de pesquisa porque eles realmente precisam reprimir o reparo, mas existem maneiras de ativar o maquinário de reparo para que você possa estudá-lo de uma forma muito controlada, "diz Nausica Arnoult, um associado de pesquisa Salk e primeiro autor do artigo. A equipe Salk fez isso, e descobri que com CYREN presente, nenhum reparo ocorreu depois que a célula copia seu DNA, sugerindo que ele desligue o interruptor mestre, Ku. Sem CYREN por perto, A via rápida de Ku estava ativa antes e depois de o DNA ser copiado.

p Como os experimentos com telômeros não disseram à equipe muito sobre a competição entre as vias rápidas e lentas, Em seguida, Arnoult usou ferramentas moleculares para comparar o reparo em células vivas com e sem CYREN. Ela combinou a tesoura de DNA conhecida como CRISPR com genes para proteínas fluorescentes que seriam acionadas pelo reparo para que ela pudesse cortar o DNA de maneiras específicas e ver, pela cor resultante, qual via fez o reparo. Ela também analisou todas as interações de proteínas que ocorreram.

p Esses experimentos revelaram que CYREN se liga diretamente a Ku para inibir a via rápida, tanto dependendo do tempo (antes ou depois da cópia do DNA) e do tipo de quebra de DNA (suave versus irregular, por exemplo). Sua atividade pode até ajustar a proporção de reparos rápidos para lentos.

p "Nosso estudo mostra que CYREN é um importante regulador da escolha da via de reparo de DNA, "diz Karlseder, que segura a cadeira Donald e Darlene Shiley em Salk. "O trabalho também aponta para a possibilidade emocionante de potencialmente introduzir danos ao DNA em células cancerosas e usar CYREN para impedi-los de fazer reparos."