Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Bioquímica da Universidade de Münster descobriu que, usando os chamados FlashCaps, eles eram capazes de controlar a tradução do mRNA por meio da luz. Os resultados foram publicados em Nature Chemistry .
O DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma longa cadeia de moléculas compostas por muitos componentes individuais e constitui a base da vida na Terra. A função do DNA é armazenar toda a informação genética. A tradução dessa informação genética em proteínas – que um organismo precisa para funcionar, desenvolver e reproduzir – ocorre via mRNA (ácido ribonucleico mensageiro). O DNA é transcrito em mRNA e o mRNA, por sua vez, é traduzido em proteínas (biossíntese de proteínas). Em outras palavras, o mRNA funciona como um portador de informação. Bioquímicos da Universidade de Münster desenvolveram agora uma nova ferramenta bioquímica capaz de controlar a tradução do RNA com o auxílio da luz. Esses chamados FlashCaps permitem aos pesquisadores controlar uma variedade de processos nas células tanto espacial quanto temporalmente e, como resultado, determinar as funções básicas das proteínas.

Plano de fundo e método usado

As funções de uma célula dependem de moléculas especiais – as enzimas. Enzimas são proteínas que estão envolvidas em reações químicas na célula. Eles ajudam a sintetizar produtos metabólicos, fazer cópias de moléculas de DNA, preparar energia para as atividades de uma célula, modificar o DNA e degradar certas moléculas. Para desenvolver uma ferramenta que permita aos cientistas determinar não apenas quais enzimas cumprem quais funções, mas também o que acontece quando elas são ativadas apenas em determinadas áreas, a equipe de pesquisadores liderada pela Profa. Andrea Rentmeister do Instituto de Bioquímica da Universidade de Münster usaram FlashCaps sintetizados quimicamente. Os FlashCaps são equipados com o chamado grupo protetor fotolábil – grupos químicos que podem ser removidos por irradiação com luz – e são incorporados ao mRNA durante a síntese do RNA.

O que é especial nessa estratégia é que aqui, ao contrário de outros estudos, nenhuma modificação da sequência de mRNA precisa ocorrer. Tudo o que é necessário é a incorporação de uma pequena molécula (o FlashCap) para bloquear quase completamente a tradução de um mRNA longo. Após a irradiação com luz, há um retorno ao mRNA natural – sem nenhuma modificação. "Ao usar nossos FlashCaps", explica Nils Klöcker, um dos principais autores do estudo e Ph.D. estudante do Instituto de Bioquímica, "agora é possível para todos os laboratórios do mundo ativar qualquer mRNA de interesse com luz sem etapas extras".

Por meio de uma elaborada síntese orgânico-química, a equipe de pesquisadores de Münster conseguiu desenvolver os FlashCaps – uma molécula para controlar a tradução de mRNA por meio da luz. Eles mostraram que essa estratégia efetivamente inibe a tradução e, após irradiação com luz nas células, a reativa. A diferença entre essa abordagem e outras estratégias não é apenas que os FlashCaps podem ser usados ​​por todos os laboratórios - sem necessidade de nenhum conhecimento especial ou protocolos especiais ou modificações - mas também que o mRNA, depois de irradiado, existe em sua estrutura natural, que torna mais fácil estudar os processos naturais nas células.

Em seu trabalho, os pesquisadores mostraram que foram capazes de usar FlashCaps para controlar com sucesso a tradução de mRNA por meio de luz. Eles demonstraram isso para quatro mRNAs diferentes em duas linhagens celulares diferentes. "Isso representa um progresso significativo para permitir que outros pesquisadores tenham controle espacial e temporal sobre a tradução do mRNA que estão pesquisando", diz Florian Weissenböck, também do Instituto de Bioquímica. "FlashCaps têm o potencial de ampliar a gama de métodos usados ​​em cada laboratório de mRNA." + Explorar mais

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