Pesquisadores ocidentais descobriram uma proteína com a capacidade nunca antes vista de interromper danos ao DNA.
A descoberta pode fornecer a base para o desenvolvimento de tudo, desde vacinas contra o câncer até culturas que podem suportar as condições de cultivo cada vez mais adversas causadas pelas mudanças climáticas.
Os pesquisadores encontraram a proteína — chamada DdrC (proteína C de reparo de danos ao DNA) — em uma bactéria bastante comum chamada Deinococcus radiodurans (D. radiodurans), que tem a capacidade decididamente incomum de sobreviver a condições que danificam o DNA — por exemplo, de 5.000 a 10.000 vezes a radiação que mataria uma célula humana comum.
O pesquisador principal Robert Szabla, estudante de pós-graduação em bioquímica, diz que o Deinococcus também é excelente em reparar DNA que já foi danificado.
“É como se você tivesse um jogador na NFL que joga todas as partidas sem capacete ou protetores”, disse Szabla.
“Ele sofria uma concussão e quebrava vários ossos em todos os jogos, mas milagrosamente se recuperava totalmente durante a noite, a tempo para o treino do dia seguinte.”
Szabla e seus colegas descobriram que DdrC é um jogador-chave nesse processo de reparo. Cada célula tem um mecanismo de reparo de DNA para consertar danos.
“Em uma célula humana, se houver mais de duas quebras em todo o genoma de um bilhão de pares de bases, ela não consegue se consertar e morre”, disse ele.
“Mas no caso de DdrC, essa proteína única ajuda a célula a reparar centenas de fragmentos de DNA quebrados em um genoma coerente.” – Robert Szabla, pesquisador principal e aluno de pós-graduação em bioquímica
Szabla e sua equipe usaram a Fonte de Luz Canadense (CLS) da Universidade de Saskatchewan para determinar o formato 3D da proteína, a partir da qual trabalharam de trás para frente para entender melhor seu “superpoder” de neutralizar danos ao DNA.
“A Canadian Light Source foi fundamental”, disse Szabla. “É a fonte de raios X mais poderosa do Canadá.”
As descobertas do grupo foram publicadas na revista Pesquisa de ácidos nucléicos.
O DdrC verifica se há quebras no DNA e, quando detecta uma, ele se fecha – como uma ratoeira. Essa ação de captura tem duas funções principais: “Ela neutraliza o dano ao DNA e evita que a quebra seja danificada ainda mais. Ela age como um pequeno farol molecular. Ela diz à célula 'Ei, aqui. Há danos. Venha consertar.'”
Potencial futuro
Normalmente, as proteínas formam redes complicadas que as permitem desempenhar uma função. DdrC parece ser algo atípico, pois desempenha sua função sozinha, sem a necessidade de outras proteínas.
A equipe estava curiosa para saber se a proteína poderia funcionar como um “plug-in” para outros sistemas de reparo de DNA. Eles testaram isso adicionando-a a uma bactéria diferente: E. coli.
“Para nossa grande surpresa, isso realmente tornou a bactéria mais de 40 vezes mais resistente aos danos da radiação UV”, disse Szabla. “Este parece ser um exemplo raro em que você tem uma proteína e ela realmente é como uma máquina autônoma.”
Esse gene poderia, em teoria, ser introduzido em qualquer organismo — plantas, animais, humanos — para aumentar a eficiência de reparo do DNA das células desse organismo.
“A capacidade de reorganizar, editar e manipular o DNA de maneiras específicas é o Santo Graal da biotecnologia”, disse Szabla. “E se você tivesse um sistema de escaneamento como o DdrC que patrulhasse suas células e neutralizasse os danos quando eles acontecessem? Isso pode formar a base de uma potencial vacina contra o câncer.”
A equipe ocidental está apenas começando a estudar o Deinococcus.
“DdrC é apenas uma entre centenas de proteínas potencialmente úteis nesta bactéria. O próximo passo é cutucar mais, ver o que mais esta célula usa para consertar seu próprio genoma – porque certamente encontraremos muitas outras ferramentas das quais não temos ideia de como funcionam ou como serão úteis até que olhemos.”
