p Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk propõem um mecanismo pelo qual a proteína protamina modula o empacotamento de DNA nos espermatozoides. As descobertas podem ter implicações para o desenvolvimento de vacinas contra o câncer e infecções virais. p A pandemia de COVID-19 trouxe vacinas de RNA para a linha de frente da atenção pública. As rápidas mutações do vírus e a necessidade urgente de controlar sua disseminação fizeram os pesquisadores ansiosos para encontrar maneiras de desenvolver vacinas mais eficientes para empacotar e fornecer as informações necessárias para o sistema imunológico. As colas moleculares fornecem uma maneira de condensar, inativar, e proteger o material genético como DNA e RNA para a formulação de vacinas. Protamina, uma proteína que regula o empacotamento de DNA em células de esperma, é uma dessas cola molecular. Mas até agora houve pouca compreensão do mecanismo subjacente à condensação de DNA induzida por protamina.

p Em um estudo recente publicado em ACS Nano , um grupo de pesquisadores liderado pelo Prof. Yoonhee Jang do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk, Coreia e o Prof. Yves Lansac do laboratório GREMAN CNRS no Departamento de Física, University of Tours, A França desenvolveu um modelo para entender a condensação e a descondensação do DNA induzida pela protamina em soluções semidiluídas. Eles descobriram que a protamina formou pontes transitórias entre o DNA, que induziu atração e permitiu a compactação do DNA em feixes. Eles descobriram ainda que 'sobrecarregar' a solução com protamina extinguiu a atração, levando à descondensação do DNA.

p "Ao realizar uma simulação idealizada que incorporou apenas a interação eletrostática e estérica, fomos capazes de mostrar que a condensação do DNA é reversivelmente regulada pela modulação da razão entre a protamina carregada positivamente e o DNA carregado negativamente. Este resultado fornece uma demonstração explícita da proposição de longa data de que o empacotamento de DNA depende crucialmente da natureza não específica da interação eletrostática, "explica o Prof. Jang. Os resultados de suas simulações corresponderam a observações experimentais baseadas em laboratório.

p Compreender o mecanismo de condensação de DNA induzida por protamina pode fornecer informações valiosas sobre o desenvolvimento de células de esperma e sua fertilidade relacionada. Além disso, os princípios básicos de design subjacentes ao mecanismo de condensação de DNA induzida por protamina poderiam ser usados ​​para ajustar a formulação de vacinas e outras terapias baseadas em genes. De acordo com o Prof. Lansac, "Vacinas recentes de mRNA para prevenir infecções virais e cânceres usam protamina como agentes de empacotamento / desempacotamento. Assim, este trabalho pode ser estendido para estudar o empacotamento / desempacotamento de mRNA controlado por derivados de protamina. "

p A arte subcelular definitiva de empacotar DNA de 2 metros de comprimento em uma célula humana agora é compreensível por meio dos milagres da ciência, que promete ser de valor para futuras descobertas. Como o Prof. Jang observa, "Acreditamos que compreender e simular os princípios de nível molecular subjacentes a processos fascinantes e dinâmicos como o empacotamento de DNA não apenas nos trará um passo mais perto de desvendar a origem da vida, mas também tem aplicações em vários outros campos, como medicina, materiais, e energia. "