Na genética, DNA sempre foi a estrela do show, mas os cientistas agora estão descobrindo os papéis cruciais de um jogador menos conhecido:o RNA de transferência.

Uma nova abordagem revela detalhes estruturais do RNA de transferência, ou tRNA, que pode ter efeitos profundos na fisiologia das células, Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Investigador Matthew Waldor e seus colegas relatam 8 de junho, 2020, no jornal Nature Chemical Biology . Sua equipe identificou modificações químicas no tRNA da bactéria que causa a cólera, Vibrio cholerae. O trabalho pode ajudar os cientistas a criar novas terapêuticas para uma ampla gama de doenças infecciosas, ele diz.

"Acho que há implicações profundas para o desenvolvimento de novos medicamentos, "diz Waldor, microbiologista do Hospital Brigham and Women's. Essas drogas, por exemplo, poderia bloquear modificações de tRNA cruciais para o crescimento de bactérias causadoras de doenças. O que mais, os tratamentos seriam específicos da espécie - eles teriam como alvo apenas o patógeno, sem prejudicar o hospedeiro humano.

Waldor credita ao bioquímico Satoshi Kimura, um pesquisador de pós-doutorado em seu laboratório, com o reconhecimento do potencial para caracterizar tRNA em patógenos. "Satoshi veio com uma experiência incrivelmente forte em bioquímica de tRNA, e ele percebeu que, Uau, nem mesmo sabemos qual é a composição química dos tRNAs no Vibrio cholerae. "Na verdade, os detalhes do tRNA foram totalmente caracterizados em apenas um punhado de bactérias - agora, V. cholerae é o primeiro patógeno dessa lista.

O trabalho da equipe reflete uma tendência mais ampla em genética, em que os muitos papéis dos RNAs estão ficando mais claros. Na escola, os alunos aprendem o que é conhecido como o dogma central da genética:o DNA carrega os projetos genéticos, composto de moléculas abreviadas como A, T, G, e C. DNA é copiado, ou transcrito, em RNA mensageiro (que usa U em vez de T). Esse RNA é traduzido nos aminoácidos que constituem as proteínas. Usualmente, os alunos não ouvem muito sobre a molécula responsável por essa tradução, tRNA.

"Mas o tRNA é muito mais complicado do que o DNA ou mRNA, "Waldor diz." Em vez de apenas A, G, C, e você, ele tem outros blocos de construção. Tem nomes estranhos. "(Como queuosina e lisidina, por exemplo.) E nos últimos anos, os cientistas começaram a aprender o quão importante e flexível é o tRNA.

"Os RNAs de transferência são moléculas essenciais na tradução, "Kimura diz. Eles carregam blocos de construção de aminoácidos e os transferem um por um para cadeias de proteínas em crescimento. Todos os organismos têm moléculas de tRNA que carregam aminoácidos específicos. Esses tRNAs são decorados com aditivos químicos, ou modificações, que afetam sua função.

Algumas modificações são essenciais para o crescimento bacteriano. As mutações que mexem com essas modificações podem matar o organismo. Sabendo disso, Kimura e Waldor decidiram procurar modificações no tRNA que poderiam ser usadas contra V. cholerae. Eles fizeram parceria com Pete Dedon, um engenheiro biológico no Massachusetts Institute of Technology, cuja pesquisa adota abordagens químicas para compreender a biologia do ácido nucléico na doença.

Para criar perfis de modificações de tRNA rapidamente, a equipe combinou dois métodos já em uso, Espectrometria de massa de RNA e sequenciamento de tRNA. O método combinado revelou não apenas um novo tipo de modificação do tRNA (chamado acacp3U) em V. cholerae, mas também um processo bioquímico inteiramente novo no qual a citidina ("C") é alterada para pseudouridina, uma variação de U. Trabalhos adicionais serão necessários para determinar se essas modificações podem ser utilizadas como alvos para novos tratamentos de cólera.

Essas descobertas sugerem que "nossa compreensão do universo das modificações químicas é extremamente simples neste ponto, "Waldor diz." Estamos realmente no início de nosso conhecimento sobre a natureza química das modificações do tRNA e sua importância fisiológica. "