A levedura pode depender de intrõess para ajudá-los a sobreviver a tempos difíceis.
STEVE GSCHMEISSNER / SCIENCE SOURCE
‘Junk DNA’ pode ajudar a levedura a sobreviver ao estresse
[Passo a colocar, sem corrigir por falta de tempo, o artigo traduzido automaticamente do site : https://www.sciencemag.org/news/2019/01/junk-dna-may-help-yeast-survive-stress%5D
Como cenas deletadas cortadas de um filme, algumas seqüências em nossos genes acabam no chão da sala de edição, e as células não as usam para produzir proteínas. Agora, dois estudos descobriram que esses segmentos, conhecidos como introns, ajudam a levedura a sobreviver em tempos difíceis. A pesquisa revela outra possível função para um tipo de DNA que os cientistas pensavam ser inútil.
“Eles são resultados muito fortes, muito convincentes e muito empolgantes”, diz o biólogo molecular evolucionista Scott Roy, da Universidade do Estado de São Francisco, na Califórnia, que não estava ligado aos estudos. A pesquisa “abre todo um novo paradigma do que as introns poderiam estar fazendo”. Também responde à longa pergunta de por que a levedura manteve o que antes era considerado “DNA lixo”, diz o microbiologista de leveduras Guillaume Chanfreau, da Universidade da Califórnia, Los Angeles. Angeles.
Introns são prevalentes em plantas e fungos, assim como em humanos e outros animais – cada um dos nossos cerca de 20.000 genes carrega uma média de oito. Quando uma de nossas células começa a produzir uma proteína a partir de um gene específico, as enzimas geram uma cópia de RNA que inclui os introns. Em seguida, a célula retira os introns do RNA e une as partes remanescentes da molécula novamente. Essa molécula de RNA editada serve como um guia para construir a proteína.
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Remover os introns requer muita energia – e um conjunto complexo de tesouras moleculares – sugerindo que as sequências evoluíram para realizar funções específicas. Depois de inicialmente descartá-los como lixo, os pesquisadores começaram recentemente a identificar alguns desses papéis. Por exemplo, introns em alguns genes podem ajudar a controlar quanto das proteínas correspondentes a célula fabrica.
Mas na levedura de padeiro, um organismo que abandonou a maioria dos seus introns (tem apenas 295 para cerca de 6000 genes), as funções da maioria das sequências são obscuras. Os cientistas que excluíram os introns individuais, por exemplo, descobriram que na maioria dos casos os fungos não se incomodavam.
No entanto, os pesquisadores normalmente não analisaram a levedura sob condições que enfrentariam na natureza, onde poderiam suportar períodos de escassez de alimentos que não ocorrem no laboratório. Para determinar o que acontece durante a privação, o biólogo de RNA Sherif Abou Elela da Universidade de Sherbrooke, no Canadá, e seus colegas apagaram sistematicamente os introns da levedura, produzindo centenas de cepas, cada uma com todos os introns ausentes de um gene. Os pesquisadores então desenvolveram combinações dessas cepas modificadas ao lado de fungos normais.
Quando a comida era escassa, a maioria das cepas de falta de intron desapareceu rapidamente, relata a equipe na Nature . Eles não podiam competir com levedura normal. No entanto, em culturas com mais nutrientes, a levedura alterada teve a vantagem. “Se você está em bons momentos, é um fardo” ter introns, diz Abou Elela. “Em tempos ruins, é benéfico.”
O biólogo molecular David Bartel, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge, e seus colegas depararam-se de maneira independente com resultados semelhantes. Eles estavam medindo as quantidades de diferentes moléculas de RNA em células de levedura, e esperavam que a maioria dos íntrons se deteriorasse rapidamente depois de terem sido retirados de sua cadeia de RNA parental. Mas, como relatam hoje em um artigo separado na Nature , eles notaram que um grande número de introns se acumulou nas células crescendo em culturas lotadas.
“Foi incrivelmente bizarro”, diz o ex-aluno de pós-graduação de Bartel, Jeffrey Morgan, hoje biólogo molecular na Universidade de Utah, em Salt Lake City. Como a equipe de Abou Elela, o grupo de Bartel descobriu que os introns ajudavam a levedura sob coação, mas prejudicavam as células que viviam em condições mais favoráveis. Os cientistas suspeitam que os introns ajudam a levedura estressada a controlar o crescimento.
Embora a forma como esses introns fornecem seus benefícios ainda não está clara, os dois estudos sugerem mecanismos semelhantes. À medida que o ambiente da levedura se torna ríspido, os íntrons se tornam mais abundantes e podem efetivamente entupir as tesouras moleculares que normalmente as cortam dos RNAs, retardando a síntese de algumas proteínas e permitindo que as células conservem seus recursos. Isso pode parecer um processo complicado, mas “a evolução nem sempre escolhe a solução mais simples”, diz Bartel.
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