p Praticamente todas as funções em nossos corpos requerem interações precisas entre tipos radicalmente diferentes de moléculas. Na grande maioria das vezes, esses encontros não rendem nada, mas alguns poucos sustentam a vida como a conhecemos. p Drs. Faruck Morcos e Zachary Campbell, da Universidade do Texas em Dallas, estão perseguindo o que diferencia um encontro frutífero de um fracasso - um mistério com grandes probabilidades, semelhante a encontrar uma alma gêmea entre os metafóricos milhões de peixes no mar. Seu objetivo final é prevenir os relacionamentos que se tornam tóxicos e resultam em doenças.

p Um novo estudo, publicado em Nature Communications , mostra o progresso dos pesquisadores na compreensão de como as moléculas chamadas de RNA se emparelham com proteínas parceiras pretendidas. Os pesquisadores esperam que eventualmente sejam capazes de prever e manipular essas parcerias que foram esculpidas ao longo de milhões de anos de evolução.

p "Estamos tentando entender como as proteínas alcançam uma seletividade notável para certos RNAs, "disse Campbell, professor assistente do Departamento de Ciências Biológicas da Escola de Ciências Naturais e Matemática. "Usualmente, as pessoas examinaram esse problema caso a caso. Nós acreditamos que, analisando milhões de variantes de RNA de uma só vez, vamos ajudar a revelar os fundamentos de como as proteínas de ligação ao RNA reconhecem o que procuram. "

p Conexões Corretas

p RNA, que significa ácido ribonucleico, é um tipo de pequena molécula semelhante em estrutura ao DNA, o projeto genético para construir e manter um organismo vivo. Enquanto o DNA reside dentro do núcleo da célula, fitas de RNA se movem pela célula, carregando cópias das instruções do DNA para fazer proteínas.

p Dependendo de sua estrutura, alguns RNAs desempenham papéis além do mensageiro. Eles podem se ligar a proteínas e regular como os genes são expressos ou atuam como catalisadores para vários processos biológicos.

p Os resultados saudáveis ​​das interações RNA-proteína dependem do procedimento correto dessas reações - interações defeituosas podem gerar problemas de desenvolvimento no organismo, alguns dos quais são fatais. No entanto, esses encontros são mal compreendidos, em parte devido ao grande número de interações potenciais.

p "Mesmo para um pequeno pedaço de RNA, há tantas combinações quantas estrelas em nossa galáxia, "Campbell disse.

p Prevendo as peças

p Morcos, também professor assistente de ciências biológicas, desenvolveu métodos estatísticos poderosos para lidar com os imensos volumes de dados necessários para construir um modelo que quantifica o espaço de um trilhão de estruturas de RNA possíveis, e revela quais são os melhores candidatos para interações funcionais.

p Ele descreve este método como fornecendo "um grande número de peças em um quebra-cabeça gigante, "permitindo que a equipe preveja peças adjacentes a partir de pistas contextuais.

p "Se os experimentos não puderem capturar a estrutura exata do RNA que a evolução selecionou para as interações, informa o modelo sobre como inferir essas estruturas, "disse ele." Não só isso, também podemos prever peças que nunca foram usadas durante a evolução, mas isso pode potencialmente levar a uma interação funcional. "

p Morcos enfatizou como os avanços tecnológicos na computação de big data permitiram que seu projeto fosse bem-sucedido.

p "Isso é uma novidade nessa tecnologia de ponta, recursos experimentais de alto rendimento e sequenciamento de última geração nos permitiram explorar mais rapidamente uma abundância de possibilidades e parâmetros, "disse ele." Usando aproximações inteligentes, podemos essencialmente resolver um problema que era computacionalmente impossível. "

p Morcos disse que a força de seu projeto vem do que ele e Campbell trazem para a mesa.

p "Os métodos experimentais do Dr. Campbell podem nos ajudar a amostrar um espaço muito grande de interações funcionais, "disse ele." Mesmo assim, esta é apenas uma fração da cartografia genética completa. Mas quando combinamos isso com os modelos estatísticos desenvolvidos em meu laboratório, podemos preencher as lacunas nesta amostragem, e realmente quantificar um enorme espaço de possibilidades. "

p Campbell falou sobre a ampla gama de usos potenciais para os dados que coletaram.

p "Isso nos permite esboçar quais parcerias são as mais prováveis ​​de ocorrer, ensinando-nos como a seletividade é alcançada, e esperançosamente nos permitindo melhorar o que evoluiu naturalmente, " ele disse.

p Para Campbell e Morcos, o objetivo é projetar novos tipos de agentes farmacológicos que impeçam as interações indesejáveis ​​que levam à doença ou mimetizam as benéficas.

p "Com uma compreensão de como ocorre o reconhecimento entre os parceiros, podemos aprender muito sobre a fisiologia humana, bem como genomas virais e bacterianos e ligações que podem ser interrompidas para melhorar a saúde humana, "Campbell disse.