Pesquisadores da Ludwig-Maximilians-Universität Munich (LMU) descobriram como os ribossomos são capazes de alertar as células quando algo está errado.
Os ribossomos são mais conhecidos como construtores de proteínas das células. Eles se ligam ao mRNA e se movem ao longo dele, interpretando o código genético e unindo aminoácidos para formar novas proteínas. No entanto, o seu papel vai além da produção básica de proteínas. Os ribossomos também ajudam a detectar o estresse celular e a desencadear ações protetoras quando as células encontram condições prejudiciais. Uma equipe internacional liderada pelo professor Roland Beckmann do LMU Gene Center identificou agora as principais etapas que iniciam esse processo de sinalização de estresse. As descobertas foram publicadas na revista Nature.
Como o estresse atrapalha a produção de proteínas
A síntese de proteínas é extremamente sensível a perturbações como aminoácidos limitados, mRNA danificado ou infecção viral. Essas formas de estresse interferem na leitura normal do mRNA e podem fazer com que os ribossomos parem e colidam uns com os outros. Quando colidem, desencadeiam o que é chamado de resposta ribotóxica ao estresse (RSR). Esta resposta ativa vias para reparar danos ou, se necessário, inicia a morte celular programada.
Estudando ZAK usando bioquímica e microscopia crioeletrônica
A proteína ZAK – a chamada quinase, uma enzima que ativa outras moléculas transferindo um grupo fosfato para elas – desempenha um papel central no controle dessa resposta ao estresse. Até agora, não estava claro como o ZAK detecta a colisão de ribossomos e usa essa informação para ativar vias de sinalização. Ao combinar experimentos bioquímicos com microscopia crioeletrônica, a equipe demonstrou que as colisões de ribossomos são o principal sinal de ativação do ZAK.
Os cientistas determinaram como o ZAK se liga aos ribossomos e quais características estruturais do ribossomo em colisão são necessárias para sua ativação. Eles descobriram que o ZAK interage com proteínas ribossômicas específicas, fazendo com que regiões específicas do ZAK dimerizem, o que significa que duas cópias da proteína se emparelham. Este emparelhamento inicia uma cascata de sinalização celular.
Por que é importante entender o ZAK
“Uma compreensão mais profunda destes mecanismos é importante por uma série de razões”, disse Beckman. Segundo ele, o ZAK funciona num dos primeiros estágios da resposta ao estresse, portanto, entender como ele reconhece as colisões de ribossomos poderia fornecer informações valiosas sobre como as células detectam distúrbios em um ritmo alarmante. Também ajuda a explicar como o controle de qualidade dos ribossomos, as redes de sinalização a jusante e o sistema imunológico coordenam suas respostas.
A ZAK também é de interesse médico, uma vez que a atividade aberrante da ZAK está associada a doenças inflamatórias e ao estresse sustentado do ribossomo. “Nossas descobertas, portanto, iluminam um princípio fundamental da biologia do estresse eucariótico”, disse Beckman. “A própria máquina de tradução é uma plataforma de vigilância a partir da qual são enviados sinais de pressão global.”
