Para que tudo corra bem nas células vivas, a informação genética deve estar correta. Mas, infelizmente, os erros no DNA se acumulam ao longo do tempo devido a mutações. As plantas terrestres desenvolveram um modo de correção peculiar:elas não melhoram diretamente os erros no genoma, mas sim elaboram em cada transcrição individual. Pesquisadores da Universidade de Bonn transplantaram essa maquinaria de correção do musgo Physcomitrium patens para células humanas. Surpreendentemente, o corretor começou a trabalhar lá também, mas de acordo com suas próprias regras. Os resultados já foram publicados na revista Nucleic Acids Research .
Nas células vivas, há muito tráfego, semelhante a um grande canteiro de obras. Nas plantas terrestres, as plantas na forma de DNA são armazenadas não apenas no núcleo da célula, mas também nas usinas de energia da célula (mitocôndrias) e nas unidades de fotossíntese (cloroplastos). Esses projetos contêm instruções de construção para proteínas que permitem processos metabólicos. Mas como as informações do projeto são transmitidas nas mitocôndrias e nos cloroplastos? Isso é feito criando transcrições (RNA) das partes desejadas do projeto. Esta informação é então usada para produzir as proteínas necessárias.

Os erros se acumulam ao longo do tempo

No entanto, esse processo não é executado totalmente sem problemas. Ao longo do tempo, as mutações causam no DNA acumulando erros que devem ser corrigidos para obter proteínas que funcionem perfeitamente. Caso contrário, o fornecimento de energia nas usinas entraria em colapso. À primeira vista, a estratégia de correção parece bastante burocrática:em vez de melhorar os deslizes diretamente no projeto – o DNA – eles são limpos em cada uma das muitas transcrições pelos chamados processos de edição de RNA.

Em comparação com a impressão tipográfica, seria como corrigir cada livro à mão, em vez de melhorar as chapas de impressão. "Por que as células vivas fazem esse esforço, não sabemos", diz a Dra. Mareike Schallenberg-Rüdinger do Instituto de Botânica Celular e Molecular (IZMB) da Universidade de Bonn. "Presumivelmente, essas mutações aumentaram à medida que as plantas se espalharam da água para a terra durante a evolução".

Em 2019, a equipe do IZMB liderada pelo Prof. Dr. Volker Knoop conseguiu transplantar processos de edição de RNA do musgo Physcomitrium patens para a bactéria Escherichia coli. Foi demonstrado que as proteínas de reparo do musgo também podem modificar o RNA dessas bactérias.

Agora, pesquisadores do Instituto de Botânica Celular e Molecular, juntamente com a equipe liderada pelo Prof. Dr. Oliver J. Gruss do Instituto de Genética da Universidade de Bonn, deram um passo adiante:transferiram a maquinaria de edição de RNA do o musgo em linhas de células humanas padrão, incluindo células renais e cancerosas. "Nossos resultados mostraram que o mecanismo de correção de plantas terrestres também funciona em células humanas", relata a primeira autora Elena Lesch. "Isso era anteriormente desconhecido."

Mas isso não é tudo:as máquinas de edição de RNA PPR56 e PPR65, que atuam apenas nas mitocôndrias do musgo, também introduzem alterações de nucleotídeos em transcrições de RNA do núcleo celular em células humanas.

Mais de 900 alvos

Surpreendentemente para a equipe de pesquisa, o PPR56 faz alterações em mais de 900 pontos de ataque em alvos de células humanas. No musgo, por outro lado, esse corretor de RNA é responsável apenas por dois sítios de correção.

"Há muito mais transcrições de RNA nuclear em células humanas do que transcrições mitocondriais no musgo", explica a Dra. Mareike Schallenberg-Rüdinger. "Como resultado, também há muitos outros alvos para os editores atacarem." Embora os editores sigam um código específico, nesta fase ainda não é possível prever com precisão onde as máquinas de edição farão alterações nas células humanas.

No entanto, a abundância de alvos de edição de RNA em células humanas também oferece a oportunidade de descobrir mais sobre os mecanismos básicos dos corretores em estudos posteriores. Esta poderia ser a base para métodos de indução de uma alteração muito específica no RNA em células humanas por meio de um corretor.

"Se pudéssemos corrigir locais defeituosos no código genético com métodos de edição de RNA, isso potencialmente também ofereceria pontos de partida para o tratamento de doenças hereditárias", diz Schallenberg-Rüdinger, olhando para o futuro. "Se isso vai funcionar ainda não se sabe." + Explorar mais

Editores de células corrigem erros genéticos