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Os pesquisadores mostram como o esforço celular regula a produção de hemoglobina

Nossa capacidade para respirar o oxigênio é crítica a nossa sobrevivência. Este processo é negociado pela hemoglobina em nosso sangue, que leva o oxigênio. Desde que o ar contem menos oxigênio em montanhas altas, o corpo está sob a pressão fazer ràpida a hemoglobina -- uma estadia fatigante. Mas que papel o esforço celular joga na produção de hemoglobina?

Em um papel na pesquisa de alto impacto da pilha do jornal, publicada 4 de abril de 2017, os pesquisadores na universidade hebréia do Jerusalém relatam a descoberta de um mecanismo inteiramente novo através de que os genes da globina são expressados. A descoberta desta propriedade até aqui desconhecida dos genes da hemoglobina mostra que o esforço é absolutamente necessário permitir a produção de hemoglobina.

Para produzir uma molécula de proteína da globina, o ADN do gene da globina é transcrito primeiramente em uma molécula longa do RNA de que os segmentos internos devem ser extirpados, ou emendado para fora, para gerar o molde do RNA para a síntese da proteína na pilha vermelha.

Agora, uma equipe de biólogos moleculars conduziu pelo prof. Raymond Kaempfer na faculdade da universidade hebréia de medicina relata que para cada um do adulto e dos genes fetal da globina, a emenda de seu RNA está controlada restrita por um sinal intracelular do esforço.

O sinal, que tem sido sabido por muito tempo, envolve uma enzima actual em cada pilha do corpo, chamada a PKR, que permanece silenciosa a menos que for activada por um pensamento específico da estrutura do RNA para ocorrer somente no RNA feito por vírus.

Que Kaempfer e colaboradores descobriram é que o RNAs longo transcreveu dos genes que da globina cada um contem um elemento intrínseco curto do RNA que seja capaz fortemente de ativar a PKR. A menos que a enzima da PKR for activada desse modo, o RNA longo não pode ser emendado para formar o molde maduro do RNA para a síntese da proteína da globina.

“Surpreendentemente, nós revelamos um mecanismo inteiramente novo através de que a expressão genética da hemoglobina é regulada pelo esforço. Um sinal intracelular, essencial para lidar com o esforço, é absolutamente necessário para permitir a produção da hemoglobina. Que o sinal do esforço está activado pelo gene próprio da hemoglobina. Embora nós saibamos por muito tempo que este sinal inibe fortemente a síntese da proteína geralmente, durante a expressão genética da hemoglobina joga primeiramente seu indispensável, papel positivo antes de ser desligado prontamente a permitir a formação maciça da hemoglobina necessário para respirar,” disse o prof. Raymond Kaempfer, Dr. Philip M. Marcus professor da biologia molecular e da investigação do cancro na universidade hebréia do Jerusalém.

Uma vez que ativada, a PKR colocará um fosfato (um processo conhecido como a fosforilação) em um factor de iniciação chave necessário para a síntese de todas as proteínas, chamada eIF2-alpha. Isso conduz por sua vez à inactivação de eIF2-alpha, tendo por resultado um bloco na síntese da proteína. Este processo é essencial para lidar com o esforço.

O mais inesperada, descobriram que ativada uma vez, a PKR deve o phosphorylate eIF2-alpha, e que eIF2-alpha phosphorylated é essencial formar a maquinaria necessário para emendar o RNA da globina. No processo de emenda, a remoção de um segmento interno do RNA causa ao produto maduro do RNA ao refold tais que já não activará a PKR, permitindo agora síntese desimpedida neste RNA das correntes essenciais da proteína da globina em taxas máximas, permitindo o oxigênio eficaz que respira. Ou seja a capacidade para activar a PKR permanece transiente, servindo unicamente para permitir a emenda.

Assim, a equipe demonstrou um papel novo, positivo para a activação da PKR e a fosforilação de eIF2-alpha no RNA humano da globina que emenda, em contraste com o papel negativo de longa data desta resposta intracelular do esforço na síntese da proteína.

A realização que o esforço é não somente importante mas também essencial pode ter implicações importantes para como nós compreendemos a expressão da hemoglobina. “O que isto ferve para baixo está aquele mesmo a nível celular, esforço e a capacidade para montar uma resposta do esforço é essencial a nossa sobrevivência. Nós temos conhecido por muito tempo este com relação a outros processos biológicos, e agora nós vemos que está no jogo mesmo para as moléculas minúsculas que levam o oxigênio em nosso sangue,” disse o prof. Kaempfer.

O laboratório de Kaempfer está no departamento da bioquímica e da biologia molecular em IMRIC, instituto para Pesquisa-Israel médica Canadá, na faculdade da universidade hebréia de medicina. IMRIC é uma das organizações de investigação biomedicáveis as mais inovativas em Israel e mundial, reunindo mentes científicas brilhantes para encontrar soluções aos problemas médicos os mais sérios do mundo com uma aproximação multidisciplinar à pesquisa biomedicável.