As células desenvolveram estratégias elaboradas para lidar com uma ampla gama de estresses celulares, incluindo o sequestro de mRNAs específicos para protegê-los da degradação e para manter a homeostase celular. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, São Francisco (UCSF), liderados pelo professor e investigador do Howard Hughes Medical Institute, Christopher SH Kim, descobriram insights críticos sobre como as células estressadas sequestram seletivamente mRNAs formadores de proteínas.

Num estudo publicado na revista Nature, a equipa de investigação revela como as células utilizam proteínas especializadas de ligação ao ARN para controlar dinamicamente a localização e estabilidade do ARNm durante condições de stress celular. Eles se concentraram em duas proteínas específicas de ligação ao RNA, ELAVL1 e ELAVL2, que são conhecidas por seu papel na regulação da expressão gênica pós-transcricionalmente.

A equipe descobriu que após a exposição a estressores celulares, como choque térmico ou estresse oxidativo, ELAVL1 e ELAVL2 se redistribuem rapidamente de suas localizações citoplasmáticas originais para compartimentos sem membrana no citoplasma. Esses compartimentos são conhecidos como grânulos de estresse, que se formam como centros protetores onde os mRNAs e as proteínas de ligação ao RNA se reúnem durante o estresse celular.

“Esta localização de ELAVL1 e ELAVL2 nos grânulos de estresse parece ser uma resposta geral desencadeada por vários tipos de estresse celular”, diz o professor Kim. “Nossas descobertas sugerem que as células recrutam estrategicamente proteínas de ligação ao RNA para esses compartimentos como forma de gerenciar e se adaptar às condições de estresse”.

O que é notável é que ELAVL1 e ELAVL2 fazem mais do que apenas se deslocarem para grânulos de estresse; eles selecionam ativamente mRNAs específicos para trazer consigo. Usando técnicas sofisticadas de sequenciamento de RNA, os pesquisadores descobriram que ELAVL1 e ELAVL2 se ligam e sequestram seletivamente um subconjunto específico de mRNAs formadores de proteínas para grânulos de estresse.

Esses mRNAs sequestrados estão principalmente associados a funções celulares essenciais, incluindo crescimento celular, proliferação e reparo de DNA. Ao salvaguardar estes mRNAs, os investigadores propõem que as células possam retomar rapidamente a síntese proteica e recuperar de forma mais eficiente quando as condições de stress diminuírem.

“É como se as células tivessem um ‘kit de ferramentas de sobrevivência ao estresse’ pronto na forma dessas proteínas ELAVL”, explica o Dr. Yutao Zhao, pós-doutorado no laboratório Kim e primeiro autor do estudo. “Durante o estresse, eles podem empacotar seletivamente mRNAs essenciais em grânulos de estresse, garantindo sua estabilidade até que a célula esteja pronta para retomar o crescimento”.

Os mecanismos moleculares precisos pelos quais ELAVL1 e ELAVL2 discriminam entre diferentes mRNAs continuam sendo uma área interessante para futuras investigações. A compreensão destes mecanismos pode levar a potenciais estratégias terapêuticas para modular o sequestro de mRNA mediado por proteínas de ligação a RNA em vários contextos de doenças, incluindo doenças neurodegenerativas e cancro.