Ter como alvo esta proteína pode ajudar a combater o envelhecimento
Os cientistas descobriram um mecanismo genético desconhecido do metabolismo celular que se torna cada vez mais disfuncional com o envelhecimento.
Pesquisadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), na Suíça, sugerem que suas descobertas podem levar a novos alvos para tratamentos para combater o envelhecimento e condições relacionadas à idade.
A descoberta diz respeito a uma proteína que altera a função das mitocôndrias, que são as minúsculas unidades de energia dentro das células que fornecem energia.
A equipe da EPFL descobriu que o tecido cerebral e muscular de animais idosos tinha altos níveis da proteína, que é chamada de membro da família 2 de ligação ao RNA do pumilio (PUM2).
Um artigo de estudo no jornal Molecular Cell descreve como o envelhecimento induz níveis mais elevados de PUM2, que, por sua vez, reduzem os níveis de outra proteína chamada fator de fissão mitocondrial (MFF).
O MFF ajuda as células a quebrar grandes mitocôndrias em unidades menores e eliminá-las. As amostras de tecido de animais idosos também apresentaram níveis mais baixos de MFF.
Os pesquisadores sugerem que, à medida que os animais envelhecem, a via PUM2 / MFF torna-se cada vez mais desregulada.
Conforme os níveis de PUM2 aumentam, eles reduzem os níveis de QFP. O resultado é que as células se tornam cada vez mais incapazes de quebrar e limpar mitocôndrias menores. Com o passar do tempo, as células e os tecidos acumulam cada vez mais mitocôndrias grandes e prejudiciais à saúde.
Proteínas de ligação a RNA e envelhecimento
PUM2 é uma proteína de ligação ao RNA. Essas moléculas alteram a expressão gênica ligando-se às moléculas de RNA mensageiro (mRNA) que carregam o código de DNA para as células processarem.
No estudo recente, a equipe descobriu que quando PUM2 se liga a moléculas de mRNA que carregam o código de DNA para MFF, ele bloqueia a capacidade das células de fazer a proteína MFF a partir dessas moléculas de mRNA.
A maioria das pesquisas sobre as moléculas que influenciam o envelhecimento das células e tecidos tende a se concentrar na transcrição do gene em mRNA. No entanto, esta é apenas a primeira etapa do complexo processo de transferência de informações contidas nos genes para o funcionamento das células.
Os pesquisadores da EPFL descobriram a via PUM2 / MFF quando decidiram investigar a etapa que ocorre após a transcrição do gene.
Quando eles examinaram células animais para identificar proteínas de ligação a RNA que mudavam com a idade, eles descobriram que PUM2 estava particularmente elevado em animais mais velhos.
PUM2 liga-se apenas a moléculas de mRNA que possuem locais que ele reconhece. Quando se liga ao mRNA, ele interrompe a tradução do código na proteína correspondente.
Ao empregar uma abordagem de “genética de sistemas”, a equipe descobriu um mRNA previamente desconhecido ao qual PUM2 se liga. Este foi o mRNA que carrega o código para as células fazerem MFF.
A edição de genes reverteu os efeitos relacionados à idade
Em outra parte do estudo, os pesquisadores demonstraram como pode ser possível reverter o efeito relacionado à idade do PUM2 nas células e tecidos.
Usando a tecnologia de edição de genes CRISPR-Cas9, eles reduziram o PUM2 nos músculos de ratos velhos, silenciando seu gene de codificação correspondente.
Isso levou a níveis mais elevados de proteína MFF, que - por meio do aumento da separação e eliminação de resíduos - melhorou a função mitocondrial em camundongos idosos.
A equipe também investigou um mecanismo semelhante na lombriga Caenorhabditis elegans, que é um modelo que os cientistas costumam usar para estudar as vias moleculares.
Na lombriga, o envelhecimento induz níveis mais elevados da proteína PUF-8 de ligação ao RNA. Os pesquisadores descobriram que silenciar o gene correspondente para PUF-8 em vermes mais velhos melhorou o funcionamento de suas mitocôndrias e estendeu sua vida útil.
Outros estudos ligaram proteínas de ligação a RNA a doenças degenerativas neuromusculares. Eles também demonstraram que muitas vezes se agrupam em aglomerados chamados grânulos patológicos.
Os pesquisadores da EPFL descobriram que o PUM2 tem uma tendência semelhante, com o envelhecimento, de se aglomerar em partículas que se ligam e capturam o mRNA do MFF.
