A proteína multifuncional contribui para o desenvolvimento das células sanguíneas

A proteína multifuncional contribui para o desenvolvimento das células sanguíneas

LA JOLLA—Como um ator que se destaca tanto na comédia quanto no drama, as proteínas também podem desempenhar vários papéis. Descobrir esses talentos variados pode ensinar aos pesquisadores mais sobre o funcionamento interno das células. Também pode render novas descobertas sobre a evolução e como as proteínas foram conservadas entre as espécies ao longo de centenas de milhões de anos.

Em uma nova descoberta, uma equipe de investigadores do Salk Institute descobriu em células de camundongos um trabalho anteriormente desconhecido para uma proteína chamada nup98. Além de ajudar a controlar o movimento das moléculas dentro e fora do núcleo da célula, eles descobriram que também ajuda a direcionar o desenvolvimento das células sanguíneas, permitindo que as células-tronco sanguíneas imaturas se diferenciem em muitos tipos de células maduras especializadas. Além disso, eles descobriram o mecanismo pelo qual – quando perturbado – esse processo de diferenciação pode contribuir para a formação de certos tipos de leucemia. As descobertas são publicadas em Genes e desenvolvimento.

“Esta pesquisa foi realmente um tour de force”, diz martin hetzer, Diretor de Ciências da Salk e autor sênior do estudo. “Tobias Franks, meu pesquisador de pós-doutorado na época e primeiro autor do artigo, usou uma abordagem que combinava genômica, proteômica e biologia celular. Este modelo não foi fácil de estudar e ele desenvolveu algumas técnicas muito inteligentes no laboratório para responder a essas perguntas.”

Durante anos, o laboratório de Hetzer concentrou-se em uma classe de proteínas chamadas nucleoporinas (nups, para abreviar), que fazem parte do complexo do poro nuclear. Esse complexo regula o trânsito entre o núcleo da célula, onde está localizado o material genético, e o citoplasma, que contém outras estruturas celulares. Existem cerca de 30 proteínas na família das nucleoporinas e elas desempenham várias funções diferentes, além de formar o poro nuclear. Vários deles são conhecidos por atuar como fatores de transcrição: isso significa que eles ajudam a regular quando e como os genes são traduzidos em proteínas.

A descoberta de que o nup98 tem essa função adicional não foi totalmente inesperada. Pesquisas anteriores do laboratório de Hetzer descobriram que ela desempenha um papel na regulação de genes em outros tipos de células. Mas a equipe não sabia sobre sua função nas células hematopoiéticas (do sangue).

Além disso, até agora o mecanismo de como o nup98 regula a transcrição não era conhecido. Os pesquisadores descobriram que ele atua por meio de uma ligação com um complexo proteico chamado Wdr82-Set1/COMPASS, que faz parte da maquinaria epigenética da célula. “Esse processo epigenético ajuda a controlar quando os genes são transcritos em proteínas e quando a transcrição é bloqueada”, diz Hetzer, que também ocupa a cadeira da Fundação Jesse e Caryl Phillips.

Outra coisa que foi diferente neste estudo é que ele foi feito em células de camundongos, em vez de organismos modelo mais simples, como leveduras e moscas da fruta. “Esta é a primeira visão mecanicista de como uma dessas proteínas nup funciona em mamíferos”, acrescenta Hetzer. “Nós apenas tocamos a superfície aqui para descobrir como esse mecanismo evolutivamente conservado funciona em células de mamíferos”. O trabalho futuro em seu laboratório estenderá o estudo do nup98 a primatas e humanos.

Embora Hetzer não tenha planos imediatos de prosseguir com suas descobertas como um caminho para o desenvolvimento de medicamentos para leucemia, ele diz que é provável que outros possam entender esse aspecto da pesquisa. A interrupção do processo de diferenciação celular que contribui para a leucemia resulta da fusão de um único gene, quando duas partes dos cromossomos que não devem agir uma sobre a outra se ligam. Ele diz que os cânceres causados ​​por uma única alteração genética como essa se mostraram mais fáceis de bloquear com medicamentos do que o câncer causado por múltiplas alterações genéticas.

Os outros autores foram Asako McCloskey, Maxim Shokirev, Chris Benner e Annie Rathore de Salk. Benner também é afiliado à Universidade da Califórnia, San Diego.

Este trabalho foi financiado pelo Razavi Newman Integrative Genomics and Bioinformatics Core Facility do Salk Institute, National Institutes of Health/National Cancer Institute e Helmsley Trust.