Os ribossomos são mais conhecidos como os construtores de proteínas da célula. Eles se ligam ao mRNA e se deslocam ao longo dele, interpretando o código genético e unindo aminoácidos para formar novas proteínas. No entanto, seu papel vai além da simples produção de proteínas. Os ribossomos também contribuem para a detecção de estresse celular e podem acionar ações protetoras quando a célula enfrenta condições prejudiciais. Um time internacional liderado pelo Professor Roland Beckmann do Gene Center Munich da LMU agora identificou os passos-chave que iniciam esse processo de sinalização de estresse. Os resultados foram divulgados na revista Nature.

Como o Estresse Afeta a Produção de Proteínas

A síntese de proteínas é extremamente sensível a interrupções, como a limitação de aminoácidos, mRNA danificado ou infecções virais. Essas formas de estresse interferem na leitura normal do mRNA e podem fazer com que os ribossomos parem e colidam entre si. Quando essas colisões ocorrem, ativam o que é conhecido como resposta ao estresse ribotóxico (RSR). Essa resposta ativa vias que repararam o dano ou, se necessário, iniciam a morte celular programada.

Analisando o ZAK com Bioquímica e Microscopia Eletrônica de Crio

A proteína ZAK — uma quinase, ou seja, uma enzima que ativa outras moléculas transferindo um grupo fosfato — desempenha um papel central no controle dessa resposta ao estresse. Até agora, não estava claro como o ZAK detecta os ribossomos que colidiram e utiliza essa informação para ativar as vias de sinalização. Combinando experimentos bioquímicos com microscopia eletrônica de crio, o grupo de pesquisa demonstrou que as colisões entre ribossomos servem como o principal sinal de ativação para o ZAK.

Os cientistas descobriram como o ZAK se liga aos ribossomos e quais características estruturais dos ribossomos colididos são necessárias para sua ativação. Eles verificaram que o ZAK interage com proteínas ribossomais específicas, fazendo com que regiões particulares do ZAK se dimerizem, ou seja, duas cópias da proteína se unem. Essa união inicia a cascata de sinalização celular.

Importância de Compreender o ZAK

“Uma compreensão mais profunda desses mecanismos é importante por várias razões”, diz Beckmann. Segundo ele, o ZAK atua em uma das primeiras etapas da resposta ao estresse, portanto, entender como ele reconhece as colisões dos ribossomos oferece uma visão valiosa sobre como as células detectam distúrbios com notável agilidade. Além disso, ajuda a explicar como o controle de qualidade ribossomal, as redes de sinalização a montante e o sistema imunológico coordenam suas respostas.

O ZAK também é de relevância médica, uma vez que a atividade anormal do ZAK está relacionada a doenças inflamatórias e estresse ribossomal persistente. “Nossas descobertas, portanto, iluminam um princípio central da biologia do estresse eucariótico”, afirma Beckmann. “A máquina de tradução atua aqui como uma plataforma de vigilância a partir da qual sinais globais de estresse são iniciados.”