Dizem que a vida vem sem manual de instruções, mas isso não é totalmente verdade. Cada célula do nosso corpo vive de acordo com as instruções emitidas pelo seu DNA na forma de moléculas de RNA. O RNA foi recentemente colocado no centro das atenções como base de vacinas inovadoras contra a COVID-19, mas ainda falta muito conhecimento fundamental sobre essa molécula vital – por exemplo, como ela consegue chegar na célula a um local designado. Pesquisadores do Weizmann Institute of Science descobriram agora um sistema de "código postal" celular que garante que todo o RNA chegue ao lugar certo, na hora certa.
Depois que os RNAs são produzidos no núcleo, alguns ficam lá para regular a expressão gênica, mas a maioria – especialmente aqueles que carregam as receitas de proteínas – deve deixar o núcleo para o citoplasma, onde as proteínas são fabricadas. Estudos anteriores com o objetivo de esclarecer como os RNAs chegam aos locais atribuídos produziram resultados conflitantes. Alguns sugeriram que as rotas das moléculas de RNA lineares semelhantes a cordas podem ser ditadas por informações contidas em suas pontas soltas. No entanto, alguns RNAs são circulares e, obviamente, não têm extremidades. Outros estudos encontraram indícios de que certos segmentos curtos dentro das moléculas de RNA poderiam funcionar como CEPs, definindo a vizinhança na célula onde cada RNA pertence, mas diferentes estudos relataram diferentes CEPs e havia uma compreensão limitada de como esses CEPs poderiam funcionar.

A estudante de pesquisa Maya Ron e o professor Igor Ulitsky, ambos dos Departamentos de Imunologia e Biologia Regenerativa e Neurociência Molecular do Instituto Weizmann de Ciências, testaram a hipótese do código postal usando uma técnica conhecida como "ensaio de RNA massivamente paralelo", desenvolvido em parte no laboratório de Ulitsky . A técnica permite estudar milhares de RNAs diferentes simultaneamente, obtendo resultados em poucos dias, em vez dos anos que antes levaria para estudar esses mesmos RNAs um a um. Os cientistas inseriram milhares de diferentes segmentos de RNA em várias moléculas de RNA "hospedeiras" - lineares ou circulares - cópias das quais foram introduzidas em milhões de células. Depois de separar o núcleo do citoplasma dessas células, os pesquisadores puderam dizer onde seus RNAs foram parar.

Depois de investigar cerca de 8.000 segmentos genéticos dessa maneira, Ron e Ulitsky descobriram que várias dezenas deles realmente servem como CEPs. Esses códigos postais instruem alguns RNAs a permanecerem no núcleo, dizem a outros para se moverem imediatamente para o citoplasma e direcionam outros ainda a fazer esse movimento somente após permanecerem no núcleo por um tempo. Os pesquisadores também descobriram várias proteínas que servem como "funcionários postais" cujo trabalho é se ligar a RNAs, "ler" seus códigos postais e despachar os RNAs para os locais codificados lá.

Notavelmente, havia uma divisão clara entre RNAs lineares e circulares dentro desse "sistema postal". Para começar, o mesmo CEP poderia atribuir um RNA a um local diferente, dependendo de ser linear ou circular. Além disso, dois conjuntos de funcionários dos correios fizeram a triagem, um para os RNAs lineares e outro para os circulares. Na verdade, cada um dos funcionários emitiu seu próprio tipo específico de instruções. Por exemplo, uma proteína, chamada IGF2BP1, liga-se principalmente a RNAs lineares, promovendo sua exportação do núcleo. Outro, chamado SRSF1, especializado em direcionar RNAs circulares para permanecer no núcleo. Quando os cientistas bloquearam a atividade de proteínas individuais, os RNAs classificados por cada um desses funcionários do correio não conseguiram chegar aos locais corretos na célula.

Além de lançar uma nova luz sobre o funcionamento do genoma, essas descobertas podem ser úteis na concepção de terapias baseadas em RNA. "Muitas empresas estão desenvolvendo RNAs para serem usados ​​como drogas ou vacinas", diz Ulitsky. "Entender como eles chegam a seus locais na célula pode ajudar a projetar RNAs artificiais com propriedades desejadas. Por exemplo, se queremos que um medicamento de RNA produza grandes quantidades de uma determinada proteína, ele pode ser projetado para passar a maior parte do tempo no citoplasma. , onde esta proteína pode ser produzida."

As descobertas do estudo podem ser particularmente valiosas para o uso de RNAs circulares, que se tornaram o foco de pesquisas há relativamente pouco tempo e que são menos compreendidos do que os RNAs lineares.

"Na natureza, apenas uma pequena porcentagem de RNAs são circulares, mas são mais estáveis ​​que os lineares e, portanto, cada vez mais usados ​​no design de medicamentos", explica Ron.