Big Bang de proteínas: estudo molecular pode ajudar a medicina - Sistec News
05/07/2021 às 16h53min - Atualizada em 05/07/2021 às 16h53min
As proteínas são um componente essencial à vida e tomaram as manchetes ao longo do último ano, com a pandemia do novo coronavírus – você já deve ter ouvido ou lido sobre a famosa proteína spike, responsável por fazer a ligação do vírus às células do corpo humano. Agora, um novo estudo da Universidade de Illinois (UIC), em Chicago, nos Estados Unidos, mapeia a história evolutiva dessas moléculas formadas por aminoácidos e as inter-relações de seus domínios ao longo de 3,8 bilhões de anos.
O estudo foi publicado na revista Nature, no caderno Scientific Reports, em 8 de junho. O cientista Gustavo Caetano-Anollés, professor de Bioinformática do Departmento de Crop Sciences (Ciência de Cultivo) da UIC e líder da pesquisa, estudou a evolução das mutações da covid-19 desde os primeiros estágios da pandemia e criou uma linha do tempo – uma fração minúscula do que ele e o estudante de doutorado Fayez Aziz já mapearam desde o início da pesquisa.
Os pesquisadores compilaram milhões de sequências de proteínas codificadas em centenas de genomas de todos os grupos taxonômicos – de organismos superiores a micróbios. Mas eles se concentraram em domínios estruturais, não em proteínas inteiras. "A maioria das proteínas é composta por mais de um domínio. São unidades estruturais compactas, ou módulos, que abrigam funções especializadas", explicou Caetano-Anollés – e completou: "Mais importante, eles são as unidades de evolução".
Depois de classificar as proteínas em domínios para construir árvores evolutivas, eles começaram a trabalhar criando uma rede. "Construímos uma série de redes temporais que descrevem como os domínios se acumularam e como as proteínas reorganizaram seus domínios durante a evolução", explicou Aziz.
Esta é a primeira vez que a rede de "organização de domínio" foi estudada como uma cronologia evolutiva. "Nossa pesquisa revelou que há uma vasta rede em evolução que descreve como os domínios se combinam nas proteínas", disse o doutorando. Cada link da rede representa um momento em que um determinado domínio foi recrutado para uma proteína – normalmente para desempenhar uma nova função.
A análise mostrou que os domínios começaram a se combinar no início da evolução da proteína, mas também houve períodos de crescimento explosivo da rede. Por exemplo, houve um "Big Bang" de combinações de domínio há 1,5 bilhão de anos, coincidindo com o surgimento de organismos multicelulares e eucariotos – organismos com núcleos ligados por membrana, que incluem humanos.