Os ácidos nucléicos do DNA codificam informações genéticas, enquanto os aminoácidos das proteínas contêm o código para transformar essa informação em estruturas e funções. Juntos, eles fornecem os dois códigos fundamentais subjacentes a toda a vida.

Agora, os cientistas descobriram uma maneira de combinar essas duas principais linguagens de codificação em uma única molécula "bilíngue".

o Jornal da American Chemical Society publicou o trabalho de químicos na Emory University. A molécula sintetizada pode se tornar uma ferramenta poderosa para aplicações como diagnósticos, terapia gênica e administração de drogas direcionadas a células específicas.

"Assim como um tradutor permite a comunicação entre duas pessoas de diferentes regiões do mundo, prevemos que nossa molécula bilíngüe nos permitirá mediar novas formas de comunicação entre ácidos nucléicos e proteínas no ambiente celular, "diz Jennifer Heemstra, professor associado de química da Emory University e autor sênior do estudo.

Os ácidos nucléicos armazenam informações em um "alfabeto" de quatro bases, conhecido como nucleotídeos. Peptídeos e proteínas usam um alfabeto totalmente diferente, composto por 20 aminoácidos diferentes.

"A linguagem do ácido nucléico é fácil de falar, mas meio limitado, "Heemstra diz." Embora a linguagem da proteína seja incrivelmente complexa e difícil de prever. Ambas as moléculas desenvolveram propriedades requintadas ao longo de bilhões de anos de evolução. "

Moléculas sintetizadas anteriormente se concentraram nas propriedades dos ácidos nucléicos ou dos aminoácidos. Os pesquisadores de Emory queriam aproveitar os poderes de ambos os sistemas de informação em uma única molécula.

O desafio era enorme, baseando-se em técnicas da química orgânica, biologia molecular e celular, ciência dos materiais e química analítica. Os pesquisadores construíram uma estrutura de proteína e, em seguida, anexaram fragmentos funcionais de nucleotídeos e aminoácidos a esta estrutura.

"Os dois códigos diferentes precisavam ser sintetizados separadamente e, em seguida, reunidos no andaime, "diz Colin Swenson, primeiro autor do artigo e estudante de graduação no laboratório de Heemstra.

A molécula bilíngüe resultante é estável, feito de materiais baratos, e altamente generalizável, dando-lhe o potencial para diversas aplicações biomédicas e nanotecnológicas. "É como um programável, adaptador universal que reúne proteínas e ácidos nucléicos, "Heemstra diz." Esperamos que outros pesquisadores sejam inspirados a pensar sobre as diferentes maneiras de aplicá-lo. "

Os químicos da Emory agora estão explorando o uso da molécula bilíngüe para a entrega de drogas direcionadas a células específicas. "É essencialmente um recipiente sensível a estímulos, "Heemstra diz." Nós demonstramos que ele pode se ligar a moléculas de drogas. E é programável para se desfazer na presença de moléculas de RNA específicas que são mais abundantes nas células cancerosas. "