Em uma nova pesquisa publicada recentemente na revista Cell Reports , uma equipe de cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst mergulhou nos mistérios de como as células resistem ao estresse. Usando células bacterianas, os pesquisadores descobriram que uma enzima reparadora de danos, chamada ClpX, pode não apenas sofrer mutações para corrigir vários problemas celulares, mas também responder a mudanças nos níveis de energia celular para ajudar a manter uma célula saudável.
"O que realmente nos interessa", diz Peter Chien, professor de bioquímica e biologia molecular da UMass Amherst e autor sênior do artigo, "é como as células respondem ao estresse. Estudamos uma classe de enzimas, chamadas proteases, que têm como alvo e destroem proteínas nocivas dentro de uma célula. Essas proteases podem reconhecer seletivamente proteínas individuais específicas, proteínas singulares. Mas como elas fazem isso? Como elas podem escolher entre proteínas saudáveis ​​e proteínas nocivas?"

Para responder a essa pergunta, Chien e seus coautores se concentraram em duas proteases específicas, conhecidas como Lon e ClpX, cada uma delas primorosamente ajustada para reconhecer uma proteína prejudicial diferente. Há muito se pensava que Lon e ClpX funcionavam como chaves:cada um podia abrir apenas uma fechadura específica e nenhuma outra, e se uma célula não tivesse uma, ocorreriam sérios efeitos colaterais.

“Se você já teve um colega de quarto de faculdade extremamente bagunçado”, diz Chien, “você sabe como é importante esvaziar o lixo regularmente.

Mas, após uma série de experimentos que envolveram a exclusão de Lon de colônias de células bacterianas, a equipe de Chien começou a perceber algo estranho:algumas das colônias estavam sobrevivendo.

Esta observação levou à sua primeira descoberta:ClpX pode sofrer mutação para executar uma função semelhante a Lon, embora perca algumas de suas habilidades ClpX. É como se, para manter seu dormitório limpo, você começasse a lavar as meias de seu colega de quarto, mas tivesse que sacrificar algumas de suas próprias roupas limpas para fazê-lo.

Ao traçar exatamente como a mutação ClpX permitiu que a protease expandisse sua função, a equipe fez sua segunda descoberta:ClpX selvagem e não mutante também pode desempenhar algumas das funções de Lon, sob as condições certas.

Acontece que ClpX é altamente sensível ao ATP, um composto orgânico que é a fonte de energia para todas as células vivas. Em níveis normais de ATP, o ClpX se concentra em suas próprias funções, mas em um limite inferior específico, de repente, ele começa a limpar após Lon.

"Este é um verdadeiro avanço na compreensão básica de como as células funcionam", diz Chien. “Isso muda as regras:não apenas a energia celular controla a rapidez com que uma célula funciona, mas também como ela funciona”. + Explorar mais

Complexo proteico ClpX-ClpP pode ser o ponto de partida para novos antibióticos