Especialistas em bioinformática da Universidade de Würzburg estudaram uma classe específica de hormônios que é relevante para as plantas, bactérias e indiretamente para humanos, também. Seus resultados desafiam suposições científicas anteriores.

As citocininas são uma classe de hormônios encontrados principalmente nas plantas. Eles regulam o crescimento e o desenvolvimento das plantas e retardam o processo de envelhecimento, por exemplo. Além disso, estudos atuais mostram que as citocininas também desempenham um papel vital quando a planta luta contra patógenos, tornando-a resistente a agentes causadores de doenças específicas. Mas as ações das citocininas não se limitam ao reino vegetal:os hormônios também ocorrem nos tecidos animais, bem como nas bactérias, fungos e algas.

Cientistas de bioinformática da Universidade de Würzburg descobriram recentemente novos detalhes de como as citocininas evoluem que desafiam as suposições anteriores. O estudo envolveu o professor Thomas Dandekar, que detém a cadeira de bioinformática, e seus colegas de trabalho, Dr. Muhammad Naseem e Dra. Elena Bencurova. Eles publicaram suas descobertas na edição atual da revista Trends in Biochemical Sciences.

Bancos de dados que precisam de revisão

Anteriormente, as enzimas que ativam as citocininas eram consideradas pertencentes à classe das lisina descarboxilases. Mas esse não é o caso:"Nossa pesquisa mostrou, sem sombra de dúvida, que essas enzimas não exibem nenhuma atividade de descarboxilase. Elas usam um canal bioquímico diferente para ativar as citocininas, "Thomas Dandekar explica. Conseqüentemente, ele acredita que essas anotações agora precisam ser removidas dos bancos de dados relevantes.

Elena Bencurova examinou 123 proteínas de diversos organismos para este estudo, submetendo suas proteínas a análises detalhadas de motivos, ou como ela diz, realizaram uma análise da sequência de proteínas. Ela estava interessada nas enzimas que ativam as citocininas - as chamadas "enzimas do cara solitário" (LOG). Thomas Dandekar explica de onde vem o nome incomum:"As flores de um mutante de arroz tinham apenas um estame, mas nenhum pistilo. Essa mutação de estames solitários foi, portanto, batizada de 'cara solitário'."

Padrões indicadores na análise de sequência

O jovem cientista procurou padrões nessas sequências de aminoácidos que são característicos das lisina descarboxilases. Mas ela não foi capaz de detectar nenhum. Em vez de, Elena Bencurova identificou um padrão que corresponde às enzimas LOG e decodificou quatro subclasses no processo.

O que parece uma descoberta relevante para um pequeno grupo de especialistas só tem consequências de longo alcance. "Em suma, nossas últimas descobertas agora nos permitem obter uma melhor compreensão deste mecanismo de comunicação universal de bactérias, plantas e animais, "diz Thomas Dandekar." Dr. Muhammad Naseem, do nosso grupo de trabalho, contribuiu significativamente para esse sucesso. Ele é professor da Universidade Zayed em Abu Dhabi desde janeiro por causa de suas publicações biológicas do sistema sobre citocininas. Isso abre vários campos de aplicações - de plantas a humanos. "

Creme para a pele e tuberculose

"As células da pele humana entendem a linguagem das citocininas, "diz o bioquímico. Como ingrediente de cremes para a pele, eles poderiam, assim, proteger as células contra influências prejudiciais e retardar o processo de envelhecimento. Contudo, estudos separados sobre o assunto mostraram que se trata da dosagem certa:"Em doses baixas, as citocininas protegem as células. Altos níveis de contraste são prejudiciais, "diz Dandekar.

As citocininas têm um efeito indireto em humanos, por exemplo, quando são ativos nos patógenos que causam a tuberculose. Eles permitem que os patógenos manipulem seu ambiente, o epitélio respiratório, de uma forma que torna mais fácil para a bactéria se estabelecer e mais difícil para o sistema imunológico ou drogas combatê-la (descobertas de Samanovic et al., Mol Cell 2015).

Quando se trata de criação de plantas, o conhecimento da linguagem citocinina universal de Naseem, Dandekar e seus colegas podem contribuir para alertar as plantas de forma mais eficiente contra patógenos e ativar seus mecanismos de defesa, conforme demonstrado em estudos dedicados sobre o agrião.

Mais pesquisas necessárias

"As citocininas falam uma linguagem hormonal universal que é compreendida por muitos seres vivos e produz os mais diversos resultados, "Thomas Dandekar resume a descoberta central da visão geral da bioinformática agora publicada. No entanto, ainda é necessária muita pesquisa até que todos os detalhes dessa linguagem tenham sido compreendidos. De acordo, o resultado da pesquisa atual é apenas "um pequeno passo em um contexto muito maior, "Elena Bencurova acrescenta. Embora, uma etapa que cria as bases para novas percepções.