Mecanismo de reparo de DNA elucidado ainda mais em experimento de microscopia crioeletrônica
Os dados experimentais derivados dos experimentos crioEM como uma reconstrução 3D. A proteína XPD é representada em verde, o fator acessório p44 em ciano e o DNA danificado é mostrado em laranja. Os dados fornecem informações com resolução de até 3,1 Å (um Å corresponde a um centésimo milionésimo de centímetro), permitindo observar detalhes atômicos da interação dos XPDs com o DNA danificado. Crédito:Jochen Kuper/JMU Os pesquisadores descobriram como a proteína XPD detecta danos graves no DNA e controla seu reparo.
A proteína XPD é um componente central da “equipe de reparo de DNA” do nosso corpo, conhecida como reparo por excisão de nucleotídeos (NER). Como um cão farejador, o NER detecta áreas marcadas de danos, rastreia o DNA danificado e recruta outras proteínas de reparo para cortar e substituir as seções defeituosas. Em pessoas saudáveis, por exemplo, o XPD previne o desenvolvimento de câncer de pele ao detectar e reparar o DNA danificado pelos raios UV.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Würzburg (JMU) descobriu agora pela primeira vez exatamente como a proteína XPD é capaz de detectar e verificar a presença de danos no DNA. A equipe foi liderada pela bioquímica Caroline Kisker, Presidente de Biologia Estrutural do Centro Rudolf Virchow em Würzburg, em colaboração com a química Claudia Höbartner do Departamento de Química Orgânica. O estudo foi publicado na Nature Structural &Molecular Biology .
Estudo de danos graves no DNA
A equipe de Würzburg se concentrou em como a proteína XPD funciona na reticulação entre cadeias – uma das formas mais graves de danos ao DNA conhecidas. É causada, por exemplo, por toxinas ambientais e produtos químicos industriais. “A ligação cruzada entre cadeias faz com que o DNA seja copiado e lido incorretamente durante a divisão celular”, explica Kisker. "Isso leva a danos genéticos que podem desencadear o câncer."
Em seu estudo, os cientistas usaram microscopia crioeletrônica para analisar como o XPD desenrola a dupla hélice do DNA para revelar os locais defeituosos da ligação cruzada entre cadeias, e criaram um modelo de como o dano é detectado e removido.
“As descobertas do nosso trabalho fornecem a base para novas abordagens para o tratamento de vários tipos de cancro”, diz Jochen Kuper, membro da equipa de Kisker. “Ao enfraquecer especificamente os mecanismos de reparação como o NER nas células cancerígenas, poderíamos aumentar significativamente a eficácia dos medicamentos”.
Em estudos futuros, a equipe de pesquisa planeja investigar como o XPD detecta vários outros tipos de danos no DNA.
