Planarians são flatworms com a habilidade extraordinária de restaurar partes feridas ou ausentes de seu corpo. Há muito se sabe que um determinado grupo de proteínas - conhecidas como proteínas PIWI - são essenciais para essa capacidade de regeneração. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Bayreuth liderada pelo bioquímico Dr. Claus Kuhn agora revela mais detalhes sobre o modo de ação dessas proteínas. No jornal Genes e desenvolvimento , os cientistas apresentam seus resultados de pesquisa, que prometem avançar na compreensão molecular dos processos de regeneração.

Proteção de informação genética

Grupos de pesquisa em todo o mundo estão investigando a incrível capacidade regenerativa dos planários. Seu trabalho foi revolucionado pela combinação de métodos bioquímicos com técnicas de alto rendimento acopladas à bioinformática. O estudo de Bayreuth se concentra em Schmidtea mediterranea , a espécie de modelo de planária que é melhor estudada. Suas células-tronco contêm as proteínas SMEDWI-2 e SMEDWI-3. Sem essas proteínas do grupo de proteínas PIWI, os flatworms não podem se regenerar, muito menos permanecer viável. Os pesquisadores de Bayreuth descobriram que as duas proteínas mencionadas se ligam a pequenos RNAs, conhecido como piRNAs. Isso permite que o último reconheça e degrade os genes saltadores (transposons). Mais importante, genes saltadores têm o hábito de mudar constantemente sua posição dentro do genoma, desencadeando assim mutações. Ao degradar os transposons e torná-los inofensivos, piRNAs dão uma contribuição importante para a estabilidade da informação genética, especialmente em células-tronco planárias. Por aqui, os cientistas agora estão mais perto de entender como as células-tronco das planárias mantêm a flexibilidade necessária para regenerar partes do corpo sem se destruir ao mesmo tempo.

"piRNAs têm esse efeito estabilizador em humanos, também, mas eles ocorrem apenas em nossas células germinativas. Planarians, em contraste, têm um grande número de piRNAs em células-tronco pluripotentes adultas, que vão se diferenciar e se desenvolver em vários tipos de tecido. Planarians são, portanto, organismos modelo ideais para investigar o modo de ação de piRNAs, "diz o Dr. Claus Kuhn.

Outra função dos piRNAs:degradação de RNAs mensageiros

Além disso, os pesquisadores de Bayreuth descobriram outra função para o SMEDWI-3:alguns piRNAs aos quais o SMEDWI-3 se liga não têm como alvo os genes saltadores, mas reconhecem os mRNAs. Essas moléculas, também conhecido como "RNAs mensageiros, "contêm informações para a síntese de proteínas. Em alguns casos, eles são degradados pelos piRNAs ligados a SMEDWI-3, em outros casos, eles são limitados apenas pelo SMEDWI-3 e, possivelmente, até mesmo protegidos da degradação.

"Ficamos muito surpresos quando encontramos esta função adicional do SMEDWI-3, que ocorre independentemente da degradação dos genes saltadores. Parece possível que alguns piRNAs ligados a SMEDWI-3 sejam usados ​​para a degradação de mRNAs porque isso mantém as células-tronco em um estado mais estável de pluripotência. A pluripotência pode ser posta em risco se houver um excesso de RNA mensageiro disponível e usado para a síntese de proteínas. Contudo, ainda não está claro qual é o propósito final da ligação de SMEDWI-3 a RNAs mensageiros, quando não leva à degradação do RNA. Isso é o que esperamos descobrir no futuro, "diz Iana Kim, primeiro autor do novo estudo e aluno de doutorado no laboratório do Dr. Claus Kuhn.