Os cientistas descobriram uma enzima chamada PUCH que é crítica para impedir a propagação de sequências de DNA parasitas em nossos genomas. Esta descoberta pode fornecer informações sobre como o nosso corpo reconhece e combate ameaças internas, como parasitas genómicos, e ameaças externas, como vírus e bactérias.
A equipe do professor René Ketting do Instituto de Biologia Molecular (IMB) de Mainz, Alemanha, e a equipe do Dr. Sebastian Falk do Laboratório Max Perutz em Viena, Áustria, descobriram uma nova enzima PUCH que impede a propagação do DNA parasitário em nosso genoma. Esta descoberta poderá proporcionar uma compreensão mais profunda de como os nossos sistemas reconhecem e combatem os agentes patogénicos, ajudando a combater as infecções.
Nossas células estão constantemente sob ataque de milhões de invasores estrangeiros, como vírus e bactérias. Para evitar que adoeçamos, nosso corpo possui um sistema imunológico – um grupo inteiro de células dedicadas a detectar e destruir esses invasores. No entanto, as nossas células enfrentam ameaças não só de inimigos externos, mas também de dentro.
Surpreendentes 45% do nosso genoma consistem em milhares de parasitas genômicos, sequências repetitivas de DNA chamadas elementos transponíveis (TEs). Os TEs estão presentes em todos os organismos, mas não têm função específica. No entanto, eles podem ser perigosos. Os TEs também são chamados de “genes saltadores” porque podem se copiar e colar em novos locais do nosso DNA.
Este é um grande problema porque pode levar a mutações que fazem com que nossas células parem de funcionar corretamente ou se tornem cancerosas. Assim, à medida que os TE procuram reproduzir-se, quase metade do nosso genoma está constantemente envolvido numa guerra de guerrilha com a outra metade, enquanto as nossas células tentam impedir que se espalhem.
Como nossas células combatem esses inimigos internos? Felizmente, as nossas células desenvolveram um sistema de defesa genómica composto por proteínas especializadas que caçam os TEs e os impedem de se replicarem. Num novo artigo publicado na Nature, René Ketting e Sebastian Falk e a sua equipa de investigação relatam a descoberta da PUCH – um tipo de enzima inteiramente novo e até então desconhecido que é fundamental para este sistema de defesa do genoma. Eles descobriram que o PUCH desempenha um papel crucial na produção de pequenas moléculas chamadas piRNAs, que detectam TEs quando tentam “pular”. Eles então ativam o sistema de defesa do genoma, bloqueando os TEs antes que eles possam aderir a novos locais em nosso DNA.
Os pesquisadores descobriram PUCH em células do verme Caenorhabditis elegans, um invertebrado simples comumente usado em pesquisas biológicas. No entanto, essas descobertas também podem esclarecer como funciona o nosso próprio sistema imunológico. PUCH é caracterizado por uma estrutura molecular única chamada dobra de Schlafen.
Enzimas com dobra de Schlafen também são encontradas em camundongos e humanos e parecem desempenhar um papel na imunidade inata, a primeira linha de defesa do corpo contra vírus e bactérias. Por exemplo, algumas proteínas Schlafen interferem na replicação viral humana. Por outro lado, alguns vírus, como o vírus da varíola dos macacos, também podem utilizar proteínas Schlafen para atacar os sistemas de defesa das células. René Ketting suspeita que a proteína Schlafen possa desempenhar um papel mais amplo e conservado na imunidade de muitas espécies, incluindo os humanos.
"As proteínas Schlafen podem representar uma ligação molecular até então desconhecida entre as respostas imunes dos mamíferos e os mecanismos altamente conservados baseados em RNA que controlam os TEs", disse Ketting, que também é professor de biologia na Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU). Se assim for, as proteínas Schlafen podem representar um mecanismo de defesa comum, tanto contra inimigos externos, como vírus e bactérias, quanto contra inimigos internos, como TEs.
Sebastian Falk acrescentou: "É concebível que a proteína Schlafen tenha sido reprojetada em uma enzima que protege as células de sequências infecciosas de DNA, como TEs. Esta descoberta pode afetar profundamente nossa compreensão da biologia da imunidade inata".