Estudo: Células enviam equipes de manutenção para consertar fábricas de proteínas danificadas

JÚPITER, Flórida - Em uma descoberta fundamental para o funcionamento interno das células, os cientistas descobriram que, se o estresse oxidativo danifica as fábricas de proteínas chamadas ribossomos, equipes de reparo podem se deslocar para ajudar a consertar o dano, para que o trabalho possa ser retomado rapidamente.

A descoberta, relatada na sexta-feira na revista Molecular Cell, pode ter implicações para o câncer, o processo de envelhecimento e o crescimento e desenvolvimento, disse a principal autora do estudo, a bióloga molecular Katrin Karbstein, Ph.D., professora do The Herbert Wertheim UF Scripps Instituto de Inovação e Tecnologia Biomédica.

"Literalmente mais da metade da massa de todas as células são ribossomos", disse Karbstein. "Se você não tem ribossomos suficientes, ou eles estão com defeito, as proteínas não são produzidas corretamente, e isso pode levar a todas essas doenças. Sabemos que defeitos na maquinaria dos ribossomos são encontrados em todas as células cancerígenas, por exemplo. "

Nos seres humanos, uma célula individual pode ter 10 milhões de ribossomos funcionando, reunindo as proteínas definidas nos genes, um aminoácido por vez. Embora muitas coisas possam danificá-las – infecções, luz ultravioleta, radiação ou estresse oxidativo – as células têm uma capacidade notável de se proteger. Muitas vezes, os itens danificados são marcados para destruição, cortados e reciclados. No entanto, como os ribossomos são tão importantes em grandes números, destruir todos os ribossomos danificados é problemático.

Em um estudo de células de levedura, Karbstein e seus colegas descobriram que os ribossomos têm uma resposta alternativa ao dano do estresse oxidativo. O estresse oxidativo ocorre nas células quando moléculas de oxigênio altamente reativas produzidas pelo processo de metabolismo energético devem encontrar lugares estáveis ​​para pousar. Frequentemente, esses locais estáveis ​​residem nas proteínas. A introdução do excesso de oxigênio pode alterar e danificar as proteínas.

Os cientistas descobriram que os ribossomos consertam esse dano indesejável com moléculas auxiliares, que agem como acompanhantes, escoltando o segmento danificado para longe da célula. O dano é corrigido rapidamente e o ribossomo está de volta à ação. A célula evita, assim, o processo mais intensivo de ter que quebrar e recriar ribossomos inteiramente novos, e corre o risco de ter uma perda repentina de seu pool de ribossomos.

"Normalmente, quando as proteínas são quebradas, a célula apenas as degrada. O ribossomo é um complexo muito grande de RNAs e proteínas, então talvez se uma seção for quebrada você não queira jogar tudo fora", disse Karbstein. "É como trocar um pneu furado, em vez de comprar um carro novo."

Outros autores do estudo incluem o primeiro autor Yoon-Mo (Jason) Yang, Ph.D.; Kate Carroll, Ph.D.; e Youngeun Jung, Ph.D., também do The Wertheim UF Scripps Institute, além de Daniel Abegg, Ph.D., e Alexander Adibekian, Ph.D., agora da Universidade de Chicago.

Este trabalho foi financiado pelo National Institutes of Health grant R01GM145886 (AA), F32-GM139302 (YY), R35-GM136323 (KK), R01GM102187 (KSC) e HHMI Faculty Scholar grant 55108536 (KK).

Stacey S. DeLoye atua como Diretora de Comunicações da UF Scripps Biomedical Research em Júpiter, Flórida. Ela se juntou à equipe da UF Health em abril de 2022, quando o ex-Scripps...Leia Mais