Pesquisadores identificaram uma proteína capaz de interromper diretamente danos ao DNA. Mais do que isso: um estudo recente indica que ela pode funcionar como um recurso “pronto para usar”, em tese encaixável em praticamente qualquer organismo - o que a coloca como um candidato promissor para uma vacina contra o câncer.
Proteína DdrC: um freio direto nos danos ao DNA
A proteína de resposta a danos no DNA C (DdrC) foi encontrada em uma bactéria extremamente resistente chamada Deinococcus radiodurans. Ao que tudo indica, a DdrC é especialmente eficiente em reconhecer lesões no DNA, conter a progressão do dano e avisar a célula para iniciar o processo de reparo.
Uma das características mais marcantes da DdrC, porém, pode ser o fato de ela atuar de forma bastante independente, executando sua função sem precisar do suporte de outras proteínas.
Segundo cientistas da Universidade de Western, no Canadá, essa autonomia sugere que seria relativamente simples transferir o gene ddrC para quase qualquer outro organismo a fim de reforçar sistemas de reparo do DNA - algo que eles testaram ao inserir o gene na comum E. coli.
“Para nossa enorme surpresa, isso realmente deixou a bactéria mais de 40 vezes mais resistente aos danos por radiação UV”, afirma o bioquímico Robert Szabla, primeiro autor do novo artigo.
“Este parece ser um exemplo raro em que você tem uma proteína e ela realmente é como uma máquina independente.”
Danos ao DNA, radiação UV e risco de câncer
Quando danos ao DNA não são controlados, podem surgir várias doenças. A luz ultravioleta (UV), por exemplo, pode atingir o DNA de células da pele e aumentar a probabilidade de câncer de pele. Se for possível evitar - ou até reverter - esse tipo de dano, vidas podem ser poupadas.
“A capacidade de rearranjar, editar e manipular o DNA de formas específicas é o santo graal da biotecnologia”, diz Szabla.
“E se você tivesse um sistema de varredura como a DdrC que patrulhasse suas células e neutralizasse o dano quando ele acontecesse? Isso poderia formar a base de uma possível vacina contra o câncer.”
Deinococcus radiodurans e a resistência extrema à radiação
A D. radiodurans é um alvo óbvio para procurar esse tipo de ferramenta. Essa bactéria consegue suportar doses de radiação milhares de vezes acima do suficiente para matar uma célula humana.
Ela já foi observada sobrevivendo por longos períodos do lado de fora da Estação Espacial Internacional e, inclusive, em condições comparáveis às da superfície de Marte. Nesse nível de resistência, a DdrC parece desempenhar um papel essencial.
“Em uma célula humana, se houver mais do que duas quebras em todo o genoma de um bilhão de pares de bases, ela não consegue se consertar e morre”, explica Szabla.
“Mas no caso da DdrC, essa proteína única ajuda a célula a reparar centenas de fragmentos de DNA quebrados e transformá-los em um genoma coerente.”
Como a DdrC varre o DNA e estabiliza quebras
Para entender como a DdrC atua, o grupo recorreu ao potente feixe de raios X da Fonte Canadense de Luz, investigando o formato 3D da proteína e, com isso, seu mecanismo de ação.
Os pesquisadores concluíram que a proteína percorre o DNA em busca de lesões em uma ou nas duas fitas. Ao encontrar uma quebra de fita simples ou uma quebra de fita dupla, ela se liga ao local e passa a procurar outra quebra do mesmo tipo.
Quando localiza duas quebras de fita simples, a DdrC se fixa em ambas e as imobiliza, compactando aquele trecho de DNA. Com pares de quebras de fita dupla, o comportamento é parecido: ela junta as duas extremidades soltas e as envolve, formando um círculo - como se estivesse fazendo um laço em um cadarço.
Além de impedir que o dano piore, essas “contenções” também funcionam como um sinal para que os mecanismos de reparo do DNA da célula se aproximem e realizem o conserto das quebras.
Possíveis usos: engenharia genética, vacinas contra o câncer e agricultura
Entre as várias vantagens de melhorar o reparo do DNA, adaptar esse tipo de mecanismo pode favorecer a engenharia genética, apoiar o desenvolvimento de vacinas contra o câncer e contribuir para culturas agrícolas mais resistentes às mudanças climáticas. E há indícios de que existam outras ferramentas semelhantes esperando para ser descobertas.
“A DdrC é apenas uma entre centenas de proteínas potencialmente úteis nessa bactéria”, diz Szabla.
“O próximo passo é avançar mais, ver o que mais essa célula usa para consertar o próprio genoma - porque temos certeza de que vamos encontrar muitas outras ferramentas, nas quais não fazemos ideia de como funcionam ou de como serão úteis até olharmos.”
O estudo foi publicado na revista Pesquisa em Ácidos Nucleicos.
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