Dr. da Universidade Chinesa de Hong Kong. Cientistas liderados por Gang Chen, Shenzhen (CUHK-Shenzhen) introduziram uma nova abordagem para identificar e interagir com estruturas específicas de RNA. Seu estudo, apresentado Cell Reports Ciências FísicasA afinidade dupla explica como moléculas especialmente projetadas, chamadas ácidos nucleicos peptídicos, podem se ligar simultaneamente a regiões de RNA de fita dupla.
O RNA, uma molécula essencial nos seres vivos, ajuda a desempenhar uma variedade de funções, incluindo a regulação de genes e a produção de proteínas. Seus complexos padrões dobrados, chamados de estruturas secundárias, dificultam a segmentação de regiões específicas. Métodos anteriores, como moléculas sintéticas chamadas oligonucleotídeos antisense, ligam-se a sequências específicas de RNA para bloquear sua atividade, e compostos semelhantes funcionavam apenas em regiões de RNA de fita simples ou de fita dupla fracamente acopladas, deixando muitas estruturas-chave intocadas. 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 é ligado a RNA rígido de fita dupla. Juntos, eles podem ligar-se firmemente às regiões onde estas duas regiões se encontram, permitindo uma nova forma de ler e manipular o RNA.
Os especialistas testaram essas moléculas em diferentes tipos de RNA, como o RNA em forma de grampo, que forma uma estrutura semelhante a uma alça, microRNAs precursores, formas imaturas de microRNAs antes de funcionarem, e RNA mensageiro, uma molécula que contém instruções genéticas para a produção de proteínas. Experimentos provaram sua versatilidade. Por exemplo, um ácido nucleico peptídico específico de dupla afinidade pode inibir a atividade da enzima Dicer, que cliva microRNAs precursores em suas formas maduras. Essa capacidade abre a porta para controlar os níveis de microRNA nas células. Noutra experiência, estas moléculas aumentaram a eficiência de um processo denominado frameshifting ribossómico, que alguns vírus, incluindo o SARS-CoV-2 e o VIH-1, utilizam para alterar o quadro de leitura genética para produzir proteínas essenciais. Os pesquisadores destacaram as aplicações potenciais desta tecnologia inovadora, visando regiões estruturadas no RNA mensageiro.
Dr. Chen explicou: “Ao combinar os dois tipos de moléculas sintéticas, alcançamos um novo nível de precisão e programabilidade no direcionamento de estruturas de RNA”. Ele enfatizou como a plataforma poderia levar a novas ferramentas para o tratamento de doenças ou para o estudo detalhado do RNA.
Notavelmente, o estudo também explorou como essas moléculas podem atingir estruturas de RNA ligadas a certas doenças. Por exemplo, distúrbios neurodegenerativos geralmente resultam de splicing de RNA defeituoso, onde os fragmentos de RNA são unidos incorretamente. Esses ácidos nucleicos peptídicos de dupla afinidade podem corrigir esses erros concentrando-se em regiões estruturais específicas, agindo como ferramentas moleculares que reparam ou sondam conformações críticas de RNA.
Os avanços nas terapias e pesquisas direcionadas ao RNA ganharam impulso nos últimos anos. O estudo representa um avanço significativo no fornecimento de ferramentas mais precisas e adaptáveis para trabalhar com RNA. Estas descobertas abrem caminho para aplicações no tratamento de doenças e na investigação científica, com possibilidades promissoras para o futuro.
Nota de diário
Lu, R., Deng, L., Lian, Y., et al. “Reconhecimento de estruturas secundárias de RNA com 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. Ele é professor associado da Faculdade de Medicina da Universidade Chinesa de Hong Kong, Shenzhen.https://med.cuhk.edu.cn/en/teacher/164) Ele recebeu seu bacharelado em Química pela Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) em 2001. Ele recebeu seu doutorado. Estuda com o Professor Douglas Turner no Departamento de Química da Universidade de Rochester. Seu doutorado. Trabalho envolvendo estudos de termodinâmica e RMN de alças internas de RNA. Uma melhor compreensão da dependência de sequência da termodinâmica para estruturas de RNA melhorará a precisão dos programas de predição de estrutura secundária de RNA, como MFOLD e Estrutura de RNA. Ele recebeu seu Ph.D. Em 2005. Foi pós-doutorado no laboratório do Prof. Ignacio Tinoco no Departamento de Química da Universidade da Califórnia, Berkeley, de janeiro de 2006 a junho de 2009. Sua pesquisa no laboratório Tinoco se concentrou no desdobramento e dobramento mecânico de molécula única de RNA pseudoknótico. Isto forneceu novos insights sobre a regulação do quadro de leitura ribossomal por estruturas de mRNA de ação cis. Ele foi pesquisador associado no laboratório do Professor David Miller no Departamento de Biologia Molecular do Scripps Research Institute, trabalhando na montagem Rev-RRE do HIV-1 usando técnicas de fluorescência de molécula única. Em julho de 2010, ingressou no corpo docente do Departamento de Química e Bioquímica da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura. Ele ingressou na CUHK-Shenzhen em 2020.
