p Pesquisadores da ETH descobriram que a formação de agregados de proteínas nas células de levedura é reversível. Isso lança uma nova luz sobre doenças humanas que podem ser atribuídas a certos agregados de proteínas. p Os agregados de proteínas têm má reputação. Uma série de doenças humanas, especialmente aqueles do sistema nervoso, como Alzheimer, Mal de Parkinson, ou esclerose lateral amiotrófica (ALS), são devido à aglomeração de proteínas degeneradas nas células nervosas, criando agregados que as células não podem dissolver. Isso faz com que as células morram.

p Agora, pesquisadores liderados pelo professor da ETH Matthias Peter e Reinhard Dechant lançaram uma nova luz sobre agregados de proteínas em um estudo envolvendo células de levedura. O artigo correspondente acaba de ser publicado na revista. Nature Cell Biology . Iniciar, os cientistas da ETH mostram que aglomerados de proteínas se formam nas células de levedura em resposta a fatores de estresse, como fome de nutrientes ou calor. Se as células sobrevivem ao estresse, eles podem dissolver os agregados novamente, reciclar rapidamente os componentes individuais, e usá-los para o metabolismo celular.

p Grumos se formam em resposta ao estresse

p A descoberta dos pesquisadores da enzima Cdc19 é um exemplo de proteína que se aglomera sob estresse. A enzima fornece energia para as células. Os pesquisadores descobriram que o Cdc19 se divide em quatro subunidades idênticas após a privação de glicose. Essas subunidades, então, mudam sua forma original e se agrupam com outras moléculas, tais como ácidos ribonucleicos ou outras enzimas, para formar agregados. Os pesquisadores se referem a esses aglomerados como grânulos de estresse. Uma vez incorporado a um agregado desse tipo, O Cdc19 torna-se inativo e não é mais capaz de produzir combustível para a célula. Durante este tempo, a célula não pode crescer nem se multiplicar.

p Contudo, o processo é reversível. Assim que o estresse passar, os grânulos de estresse se dissolvem, e as quatro subunidades do Cdc19 se reúnem para que a enzima possa retomar seu papel no metabolismo da glicose.

p Os aglomerados têm um propósito claro, diz Matthias Peter:"A célula de levedura usa agregados como uma espécie de depósito para enzimas importantes, de modo que estes fiquem protegidos contra o colapso em situações de estresse e possam ser reativados imediatamente após a célula sobreviver ao estresse. "Os agregados, ele diz, proteger essas moléculas de serem quebradas pelos próprios mecanismos de eliminação da célula. Se a célula tivesse que sintetizar esses compostos novamente após cada situação de estresse, custaria muito tempo e energia à célula.

p Uma sequência simples é suficiente para agrupar

p Os pesquisadores também esclareceram como e por que o Cdc19 é capaz de formar aglomerados. Na estrutura de uma subunidade Cdc19, eles identificaram um curto, subseção desdobrada com uma composição simples. Em termos técnicos, essas seções são conhecidas como "regiões de baixa complexidade" (LCRs), e os pesquisadores dizem que também ocorrem em outras proteínas formadoras de agregados em outros organismos, incluindo humanos.

p "Os LCRs são expostos devido à quebra do complexo enzimático e desencadeiam o processo de agregação, "diz Peter." Portanto, foi importante para nós encontrar uma sequência desse tipo no Cdc19. Isso confirma que existe um mecanismo geral. "No estado normal da levedura, o LCR de Cdc19 está oculto, ou tem vários grupos fosfato que o LCR "desativa". É apenas no caso de estresse nutricional que o LCR emerge e os grupos fosfato são removidos - e só então os agregados podem se formar.

p Uma descoberta importante

p "Nossa pesquisa criou uma sensação de um novo despertar na comunidade científica, "diz Reinhard Dechant, um líder de grupo no Instituto de Bioquímica, que liderou o estudo junto com Matthias Peter. Até agora, ele diz, agregados foram vistos principalmente como partículas patogênicas, porque a única coisa visível nos pacientes é o resultado do processo - isto é, placas de proteínas insolúveis que causam doenças. "Nosso artigo também examina o início da agregação e como ela progride, "diz Dechant, explicando que os aglomerados de proteínas não se formarão simplesmente por causa de uma doença, mas sim porque a célula precisa deles para sobreviver a uma situação de estresse. "Pela primeira vez, fomos capazes de mostrar que a formação e a quebra de agregados é um mecanismo importante nas células. "

p Outros grupos de pesquisa da ETH Zurich examinando agregados em células de levedura fizeram descobertas semelhantes no passado. De acordo, outros cientistas da ETH foram capazes de demonstrar que aglomerados de proteínas degeneradas funcionam, entre outras coisas, como uma memória e ajudar as células a armazenar experiências passadas (negativas) (conforme relatado no ETH News). Parece, portanto, que a agregação funcional de certas proteínas é um mecanismo regulador amplamente difundido.