A técnica de microscopia crioeletrônica - pela qual o cientista do MRC, Dr. Richard Henderson ganhou o Prêmio Nobel no início deste mês - agora foi usada para resolver a estrutura de um complexo proteico crítico para a expressão gênica.

No papel, publicado na Scienceabre em uma nova janela, os pesquisadores dizem que a estrutura aponta para como o vírus da gripe humana é capaz de interromper a maquinaria de expressão gênica das células.

O estudo, liderado pela Dra. Lori Passmoreabre em uma nova janela do Laboratório MRC de Biologia Molecular, é o primeiro a revelar a estrutura de uma parte importante da proteína, denominado fator de clivagem e poliadenilação (CPF).

O CPF é uma enzima complexa composta por muitas subunidades. A microscopia crioeletrônica revolucionou a capacidade dos cientistas de descobrir a estrutura de grandes, proteínas flexíveis e complexas como esta em sua forma natural.

Dra. Lori Passmore, autor sênior do artigo e líder do grupo no MRC LMB, disse:"Compreendendo a estrutura e função do CPF intacto, e como é montado, tem sido uma questão central no campo da expressão gênica por décadas - é uma proteína tão fundamental, mas ainda não entendemos como ela funciona. Este foi um grande desafio técnico porque muito poucas estruturas foram construídas inteiramente do zero usando dados cryo-EM. Ficamos muito entusiasmados em finalmente construir o primeiro modelo atômico da estrutura de parte do CPF. "

CPF dá expressão gênica em sua cauda

A expressão do gene - transformar as instruções codificadas no DNA em proteínas - requer uma série de etapas importantes. As enzimas copiam o gene e produzem uma versão de fita simples do DNA, chamado RNA mensageiro (mRNA).

O mRNA pode viajar para fora do núcleo da célula, onde o DNA está alojado, ao citoplasma, onde a maquinaria celular usa as instruções do mRNA para montar uma proteína.

A enzima CPF é uma parte necessária deste processo - adiciona uma longa cadeia de moléculas de adenosina, chamado de 'cauda poli-A', ao final de cada novo mRNA.

Esta cauda é importante porque o comprimento da cauda especifica a quantidade de tempo que o mRNA está presente na célula, e com que frequência é traduzido em proteínas. A cauda poli-A também é necessária para que o mRNA seja transportado para fora do núcleo.

Alvejado por influenza

Infecções virais, como influenza, direcionar o CPF dentro da célula e interromper a expressão do gene. Os pesquisadores identificaram um local no CPF onde uma proteína do vírus pode se ligar de uma forma que pode bloquear a interação do CPF com o mRNA, e, assim, interromper a expressão do gene na célula em benefício do vírus.

Os cientistas dizem que essa estrutura também os ajudará a entender melhor como o CPF funciona e como os defeitos na adição da cauda poli-A contribuem para doenças - incluindo β-talassemia, trombofilia, e câncer.

O Dr. Passmore disse:"Este foi um projeto de longo prazo em meu laboratório e muitas pessoas contribuíram para ele nos últimos sete anos. Ainda me lembro de ter visto as primeiras imagens do CPF em 2010. Agora, ter a estrutura do CPF possibilitará pesquisas futuras sobre como essa importante proteína funciona em células normais, mas também abre oportunidades para entender seu papel em infecções virais e doenças como o câncer. "