Cientistas liderados pelo Dr. Chen Gang, da Universidade Chinesa de Hong Kong (Shenzhen), lançaram um novo método para identificar e interagir com estruturas específicas de RNA. Suas características de pesquisa Cell Reports Ciências Físicasexplica como moléculas especialmente projetadas chamadas ácidos nucleicos peptídicos de dupla afinidade se ligam em suas junções às regiões de RNA de fita dupla (as porções de RNA onde as duas fitas se unem) e às regiões de RNA de fita simples (onde o RNA permanece desemparelhado).
O RNA é uma molécula importante nos organismos vivos, ajudando a desempenhar uma variedade de funções, incluindo a regulação de genes e a produção de proteínas. Sua complexa forma dobrada, chamada de estrutura secundária, dificulta a segmentação de áreas específicas. Métodos anteriores, como moléculas sintéticas chamadas oligonucleotídeos antisense, que se ligam a sequências específicas de RNA para bloquear sua função, e compostos semelhantes, funcionavam apenas em regiões de RNA de fita dupla ou de fita dupla fracamente emparelhadas, deixando muitas outras estruturas importantes fora de alcance. Os ácidos nucleicos peptídicos de dupla afinidade superam esta limitação combinando dois tipos de mecanismos de direcionamento. Um tipo é projetado para RNA flexível de fita simples, enquanto o outro tipo é usado para conectar regiões rígidas de fita dupla. Eles podem se ligar firmemente à região onde essas duas regiões se encontram, proporcionando uma nova maneira de estudar e manipular o RNA.
Os especialistas testaram as moléculas em diferentes tipos de RNA, como RNAs em forma de grampo que formam alças, microRNAs precursores, microRNAs imaturos antes de se tornarem ativos e RNAs mensageiros, uma molécula que carrega as instruções genéticas para a produção de proteínas. Experimentos comprovaram sua versatilidade. Por exemplo, eles demonstraram que ácidos nucleicos peptídicos específicos de dupla afinidade podem bloquear a atividade da enzima Dicer, que cliva o microRNA precursor em sua forma madura. Essa capacidade pode abrir a porta para a regulação dos níveis de microRNA nas células. Noutra experiência, as moléculas aumentaram a eficiência do processo de frameshifting ribossómico, um mecanismo utilizado por alguns vírus, incluindo o SARS-CoV-2 e o VIH-1, para alterar o quadro de leitura dos genes para produzir proteínas essenciais. Ao visar regiões estruturadas no RNA mensageiro, os pesquisadores destacam as aplicações potenciais desta tecnologia inovadora.
“Ao combinar dois tipos de moléculas sintéticas, alcançamos novos níveis de precisão e programabilidade no direcionamento de estruturas de RNA”, explica o Dr. Chen, destacando como esta plataforma pode levar a novas ferramentas para o tratamento de doenças ou para o estudo detalhado do RNA.
Notavelmente, o estudo também explorou como essas moléculas têm como alvo estruturas de RNA associadas a certas doenças. Por exemplo, as doenças neurodegenerativas são frequentemente causadas por splicing defeituoso do RNA, no qual os segmentos de RNA são unidos incorretamente. Esses ácidos nucleicos peptídicos de dupla afinidade podem potencialmente corrigir esses erros, concentrando-se em regiões estruturais específicas, bem como ferramentas moleculares que reparam ou sondam conformações importantes de RNA.
Os tratamentos e pesquisas direcionados ao RNA fizeram grandes avanços nos últimos anos. Esta pesquisa representa um importante passo em frente, fornecendo ferramentas mais precisas e adaptáveis para o trabalho com RNA. Estas descobertas abrem caminho para aplicações no tratamento de doenças e na exploração científica, e têm amplas perspectivas no futuro.
Referência do diário
Lu Rui, Deng Li, Lian Yu, etc. “Identificação da estrutura secundária do RNA usando uma plataforma programável baseada em ácido nucleico de peptídeo.” Cell Reports Ciências Físicas2024, 5, 102150.DOI: https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102150
Sobre o autor
Dr. Professor Associado, Faculdade de Medicina, Universidade Chinesa de Hong Kong (Shenzhen) (https://med.cuhk.edu.cn/en/teacher/164). Ele se formou no Departamento de Química da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em 2001 com bacharelado. Estudando com o Professor Douglas TURNER no Departamento de Química da Universidade de Rochester. Seu doutorado. O trabalho envolve estudos termodinâmicos e de RMN de alças internas de RNA. Uma melhor compreensão da dependência de sequência da termodinâmica estrutural do RNA melhorará a precisão dos programas de predição da estrutura secundária do RNA, como MFOLD e RNAstruct. Ele recebeu seu Ph.D. Recebeu o título de PhD em 2005. De janeiro de 2006 a junho de 2009, realizou pesquisa de pós-doutorado no laboratório do Professor Ignacio TINOCO no Departamento de Química da Universidade da Califórnia, Berkeley. Sua direção de pesquisa no laboratório TINOCO é usar pinças ópticas a laser para realizar desdobramento mecânico de molécula única e dobramento de pseudonós de RNA, o que fornece novos insights sobre a regulação de quadros de leitura de ribossomos por estruturas de mRNA de ação cis. Ele é pesquisador associado no laboratório do Professor David MILLAR no Departamento de Biologia Molecular do Scripps Research Institute, trabalhando na montagem do Rev-RRE do HIV-1 usando tecnologia de fluorescência de molécula única. Em julho de 2010, ingressou no Departamento de Química e Bioquímica da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, como docente. Ingressou na Universidade Chinesa de Hong Kong (Shenzhen) em 2020.
