Pesquisadores descobrem a capacidade incomum da proteína SRSF1 de ligar e desdobrar RNA G-quadruplexes

Crédito:Pesquisa de Ácidos Nucleicos (2024). DOI:10.1093/nar/gkae213

A transcrição de RNA é o processo genômico no qual uma célula produz uma duplicata da sequência de DNA de um gene. Em um estudo publicado na Nucleic Acids Research , Professor Jun Zhang, Ph.D., do Departamento de Química da Universidade do Alabama em Birmingham, e sua equipe revelam como a proteína SRSF1 possui a nova função de ligação e desdobramento de complexos quádruplos de guanina de RNA.

Presente nas sequências de DNA e RNA, um G-quadruplex (GQ) é uma estrutura de quatro bases de guanina ligadas em um arranjo planar. Essas matrizes, conhecidas como G-tétrade, são conectadas por meio de pares de bases Hoogsteen. É comumente visto que três ou mais camadas de G-tétrades são o que constituem uma estrutura GQ.

Numa célula que funciona normalmente, a maioria dos GQs são eventualmente desenrolados, de modo que a informação codificada pelo RNA pode ser usada para expressão proteica. GQs são comumente usados para regular o nível de expressão proteica. No entanto, devido à extrema estabilidade das suas estruturas, os GQs são relativamente difíceis de desenrolar, uma vez formados nas células.

Por exemplo, se o GQ não estiver desenrolado, o ribossomo não poderá passar e a proteína necessária não poderá ser produzida. Esta função reguladora é importante porque, se a proteína funcionar para suprimir células cancerígenas, então a incapacidade de desenrolar uma sequência GQ pode resultar na replicação de células cancerígenas e maliciosas.

"Isso é importante porque entender como podemos abrir facilmente as estruturas da GQ poderia fornecer outro caminho para o futuro das opções de tratamento para certas doenças", disse Zhang. “Antes não havia outras ferramentas externas que pudéssemos usar facilmente para abrir essas estruturas na célula”.

Zhang e sua equipe pesquisaram a família de proteínas ricas em Ser/Arg, ou SR.

Existem 12 membros da família de proteínas SR. Esta família de proteínas de ligação ao RNA é mais conhecida pelo splicing de RNA. O SRSF1 supervisiona o splicing de mais de 1.500 transcritos diferentes de RNA mensageiro.

“O mau funcionamento da emenda pode resultar no desenvolvimento de diferentes doenças, como o câncer”, disse Zhang. "Cerca de 60% das doenças podem ser atribuídas ao mau funcionamento do splicing."

Cada membro da família de proteínas SR consiste em um ou dois motivos de reconhecimento de RNA N-terminal, ou RRMs, e uma região proteica C-terminal fosforilável rica em dipeptídeos Arg/Ser repetitivos, ou RS.

O laboratório de Zhang é o primeiro a solubilizar com sucesso o SRSF1 completo em seu estado nativo. A equipe de Zhang usou isso para explorar o cenário de ligação ao RNA do SRSF1. Ao fazer isso com sucesso, a equipe de Zhang descobriu que o SRSF1 RS prefere a purina à pirimidina.

Ao usar a transferência de energia de ressonância de fluorescência, ou FRET, entre os produtos químicos fluorescentes Cy3 e Cy5, Zhang e sua equipe conseguiram visualizar a diminuição significativa do sinal Cy5 após a adição de SRSF1. Esta diminuição significa uma ligação cooperativa do SRSF1 ao ARPC2 GQ e desdobramento do ARPC2 GQ.

"Nossas descobertas são apenas o começo para a compreensão dos papéis mais amplos que as proteínas SR desempenham no processamento e tradução do RNA", disse Zhang. “Compreender estas propriedades é importante porque nos ajuda a compreender melhor como a expressão da proteína é regulada dentro da célula”.

Mais informações: Naiduwadura Ivon Upekala De Silva et al, Desenterrando uma nova função de SRSF1 na ligação e desdobramento de RNA G-quadruplexes, Nucleic Acids Research (2024). DOI:10.1093/nar/gkae213
Informações do diário: Pesquisa sobre ácidos nucleicos

Fornecido pela Universidade do Alabama em Birmingham

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