O DNA humano é composto por longas sequências de unidades de três letras, formadas por quatro nucleotídeos. Essas unidades, conhecidas como códons, informam às células quais aminoácidos usar na construção de proteínas. Embora vários códons diferentes possam codificar o mesmo aminoácido, isso costumava ser considerado apenas uma redundância simples no sistema genético.
No entanto, pesquisas recentes mostram que esses chamados códons sinônimos não são realmente equivalentes. Alguns códons tornam as moléculas de mRNA mais estáveis e mais fáceis para as células traduzirem em proteínas, otimizando o processo. Outros, considerados não ideais, resultam em uma tradução mais fraca e têm mais chances de serem degradados. Até agora, os cientistas não compreendiam totalmente como as células humanas reconhecem e reagem a esses códons menos eficientes.
A Busca dos Cientistas pelo “Sistema de Controle de Qualidade” das Células
Para investigar essa questão, uma equipe de pesquisa da Universidade de Kyoto e do RIKEN, liderada por Osamu Takeuchi e Takuhiro Ito, realizou uma série de experimentos para descobrir como as células lidam com a eficiência dos códons.
Eles começaram com um rastreamento de CRISPR em todo o genoma para identificar fatores envolvidos na expressão gênica dependente de códons. Essa abordagem apontou para uma proteína de ligação ao RNA chamada DHX29 como um componente chave. A sequenciação de RNA subsequente permitiu aos pesquisadores examinar a atividade geral do mRNA, revelando que, na ausência de DHX29, os mRNAs com códons não ideais aumentam em abundância.
Como a DHX29 Detecta e Suprime Mensagens Genéticas Fracas
Utilizando a crio-microscopia eletrônica, a equipe foi capaz de observar como a DHX29 interage fisicamente com o ribossomo 80S, a maquinaria celular responsável pela produção de proteínas. Análises adicionais, utilizando perfilagem de ribossomos seletiva, mostraram que a DHX29 tem mais probabilidade de se associar a ribossomos que estão lendo códons não ideais.
Estudos proteômicos adicionais revelaram que a DHX29 recruta o complexo proteico GIGYF2•4EHP. Este complexo atua para suprimir seletivamente os mRNAs que contêm códons não ideais, reduzindo efetivamente a produção de mensagens genéticas ineficientes.
“Juntas, essas descobertas revelam um vínculo molecular direto entre a escolha de códons sinônimos e o controle da expressão gênica em células humanas,” afirma o co-autor correspondente Masanori Yoshinaga.
Uma Nova Camada de Regulação Gênica com Amplas Implicações
Essas descobertas transformam a forma como os cientistas percebem a regulação gênica, mostrando que a escolha de códons desempenha um papel direto no controle da expressão gênica em células humanas. O mecanismo impulsionado pela DHX29 pode influenciar processos biológicos importantes, como a diferenciação celular, a manutenção do equilíbrio celular e o desenvolvimento do câncer, sugerindo uma importância de grande alcance.
Os pesquisadores pretendem continuar explorando como a DHX29 afeta a atividade gênica tanto em saúde quanto em doença.
“Sempre fomos fascinados por como as células interpretam a camada oculta de informações embutidas no código genético, então descobrir o fator molecular que permite às células humanas ler e responder a esse código oculto tem sido particularmente gratificante,” diz o líder da equipe, Osamu Takeuchi.
