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Os pesquisadores descobrem um mecanismo que as pilhas se usem para degradar microRNAs

Os pesquisadores do sudoeste de UT descobriram um mecanismo que as pilhas se usassem para degradar microRNAs (miRNAs), as moléculas genéticas que regulam as quantidades de proteínas nas pilhas.

Os resultados, relatados hoje em linha na ciência, derramaram não somente a luz nos funcionamentos internos das pilhas mas puderam eventualmente conduzir às maneiras novas de lutar doenças infecciosas, cancro, e um bando de outros problemas de saúde.

Os cientistas têm sabido por muito tempo que os genes contêm as instruções para fazer cada proteína no corpo de um organismo. Contudo, os vários processos regulam se as proteínas diferentes estão produzidas e em que quantidades. Um destes mecanismos envolve os miRNAs, as partes pequenas de material genético que dividem partes complementares do RNA de mensageiro (mRNA) nas pilhas, impedindo que a seqüência do mRNA esteja traduzida em proteínas.

Desde a descoberta dos miRNAs em 1993, os pesquisadores acumularam uma riqueza do conhecimento sobre as centenas de moléculas diferentes do miRNA e seus alvos assim como mecanismos que controlam seus produção, maturação, e papéis durante o processo de desenvolvimento, a fisiologia, e a doença. Contudo, explica Joshua Mendell, M.D., Ph.D., professor e vice-presidente do departamento da biologia molecular em UTSW, e o companheiro pos-doctoral Jaeil Han, Ph.D., pouco foi conhecido muito sobre como as pilhas dispor de miRNAs quando são terminadas usando os.

Enquanto as moléculas do miRNA colam ao redor em uma pilha, reduzem a produção de proteínas de seus mRNAs do alvo. Assim compreender como as pilhas obtêm livradas dos miRNAs quando são já não necessários é giratória para inteiramente apreciar como e quando fazem seus trabalhos.”

Joshua Mendell, um investigador (HHMI) do Howard Hughes Medical Institute e membro do cancro de Harold C. Simmons Detalhado centra-se

Para responder a esta pergunta, Mendell, Han, e seus colegas aproveitaram CRISPR-Cas9, uma ferramenta deedição que ganhasse recentemente o prémio nobel 2020 na química para dois cientistas que a desenvolveram. Servindo como “tesouras moleculars,” Mendell diz, este sistema pode cortar genes individuais, permitindo que os pesquisadores explorem suas funções.

Em uma linha celular humana do cancro conhecida como K562, os pesquisadores usaram CRISPR-Cas9 para visar a maioria dos 20.000 genes da proteína-codificação no genoma humano, procurando alguns que causassem um miRNA normalmente breve conhecido como miR-7 para se atrasar nas pilhas. Sua busca girou acima pelo menos de 10 genes que são necessários degradar este miRNA.

Os pesquisadores aprenderam que as proteínas codificadas por estes genes vêm junto nas pilhas formar um conjunto maior conhecido como uma ligase do ubiquitin, que funcionasse para etiquetar outras proteínas para a destruição. Esta ligase particular do ubiquitin tinha sido descrita nunca antes, Mendell diz, mas como outros complexos da ligase do ubiquitin, parece marcar as proteínas destinadas para a degradação. Contudo, um pouco do que a etiqueta miR-7 próprio, posterior investigação mostrou que este complexo etiqueta pelo contrário uma proteína chamada Argonaute, que ferries miRNAs através das pilhas.

Uma vez que a proteína de Argonaute anexada a miR-7 é visada para a degradação, este miRNA está deixado despido na pilha - um estado esse as pilhas dos disparadores para destruir o miRNA usando enzimas dedegradação.

A equipa de investigação encontrou que este complexo da ligase do ubiquitin é chave para degradar não somente miR-7 nas pilhas K562, mas igualmente uma variedade de outros miRNAs na outra pilha dactilografa-o e espécie. Estes resultados sugerem que este mecanismo para a deterioração do miRNA actue amplamente para controlar os níveis de miRNAs durante a revelação animal e através dos tecidos. Porque outros estudos mostraram que os níveis anormais de vários miRNAs estão associados com uma variedade de doenças e infecções, encontrar maneiras de controlar a degradação do miRNA - para erradicar miRNAs problemáticos nas pilhas ou se aferrar aos benéficos - poderia representar uma maneira nova de tratar estas circunstâncias.

“Por sobre uma década, pesquisadores têm procurarado pelos mecanismos através de que as pilhas degradam miRNAs,” diz Han. “Agora que nós descobrimos a maquinaria celular nova que pode realizar esta, nós poderemos aplicar esta descoberta para compreender melhor como os miRNAs são regulados e, nós esperam, desenvolvem eventualmente terapias novas.”

Source:
Journal reference:

Han, J., et al. (2020) A ubiquitin ligase mediates target-directed microRNA decay independently of tailing and trimming. Science. doi.org/10.1126/science.abc9546.