A evolução pela seleção natural darwiniana é imensamente poderosa - tanto na natureza quanto nos laboratórios. Usando 'evolução de laboratório', podemos tomar uma enzima que combina mutações aleatórias e seleção funcional, e melhorar sua função em mais de 1000 vezes. Você pode ver evidências de que a ciência está aproveitando a evolução em todo o campo, de medicamentos sintetizados usados ​​para prevenir a recorrência de ataques cardíacos (bloqueadores beta) ao desenvolvimento de terapias de anticorpos direcionadas a tumores.

Contudo, nada evolui a menos que já exista. Quando a vida começou há mais de três bilhões de anos, qual foi a centelha que criou algo da aleatoriedade?

Pesquisadores do Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), identificaram o que chamaram de 'Elementos de capacitância estrutural' em proteínas mutadas que estão associadas a muitos tipos diferentes de doenças humanas, em particular, uma variedade de cânceres.

Elementos de capacitância estrutural são regiões localizadas de desordem dentro das proteínas, que retêm o potencial de se aglutinar em 'microestruturas' após a introdução de uma mutação. Eles agem como sementes de nucleação, ou 'matéria-prima' para que a evolução prossiga, fornecendo a base de um mecanismo acelerado de evolução darwiniana por seleção natural, suplementando o processo lento e incremental da evolução darwiniana clássica.

Esta descoberta foi publicada recentemente no Journal of Molecular Biology . Pesquisador líder neste artigo, Professora Associada Ashley Buckle, explicou o significado desta descoberta.

"Até agora, a crença predominante entre os biólogos estruturais é que as mutações que estão implicadas na doença agem por meio da ruptura das estruturas das proteínas - normalmente referido como o paradigma da 'função de perda de estrutura'. No entanto, foi descoberto recentemente que mais de 40 por cento das proteínas não têm nenhuma estrutura bem definida, "O professor associado Buckle disse.

"Isso nos levou a fazer uma pergunta muito diferente, e virar a crença predominante de cabeça para baixo, " ele disse.

A equipe de pesquisa analisou muitas dessas mutações associadas a doenças e descobriu que esses 'Elementos de capacitância estrutural' podem permitir que as mutações desencadeiem um 'ganho de função' induzindo uma estrutura onde nenhuma existia antes.

"Percebemos que nosso trabalho pode ter diversas implicações. Não apenas esclarece a evolução das estruturas das proteínas, pode fornecer insights sobre a engenharia de proteínas altamente evolutíveis, e a identificação e direcionamento seletivo de epítopos de doenças humanas, " ele disse.

"Entender se e como uma mutação pode alterar a forma da proteína será fundamental no direcionamento dessa proteína para uso em terapias que reconhecem a região mutada."