Deslindar as proteínas da cegueira através dos olhos da mosca da fruta

Investigadores do IGC e do ITQB NOVA identificam um mecanismo de produção de uma proteína essencial para a visão

A cada 6 minutos alguém é informado de que vai ficar cego. Das várias causas que podem conduzir à cegueira, uma das principais é uma doença chamada Retinite Pigmentosa (RP) que provoca a degeneração progressiva da retina e consequente perda de visão. Cerca de um décimo dos casos desta doença a nível mundial são causados por mutações no gene da rodopsina, uma proteína essencial para a visão. Uma equipa de investigadores do ITQB NOVA e do IGC identificou agora um mecanismo crucial para a produção da rodopsina, utilizando moscas da fruta (Drosophila melanogaster) e células humanas como modelos.

Quando a luz entra nos nosso olhos, entra em contacto com a rodopsina, uma proteína sensível à luz que está nos nossos fotoreceptores e que desencadeia uma série de reações bioquímicas que ativa os passos iniciais da visão. As proteínas membranares, como é o caso da rodopsina, são essenciais para muitas funções nas nossas células e são produzidas num organelo chamado Retículo Endoplamástico, a fábrica destas proteínas. No entanto, quando na sua produção as proteínas não ficam na sua estrutura correta podem surgir diversas doenças.

Na investigação agora publicada no jornal EMBO Reports, que contou com o apoio da Fundação La Caixa, os cientistas identificaram um novo mecanismo necessário para a produção da rodopsina. No processo de produção das proteínas membranares, estas proteínas têm que ser dobradas e inseridas na membrana lípidica do retículo endoplasmático através de maquinarias moleculares específicas, sendo este um passo chave do processo. “No nosso estudo desenvolvemos um método que permite prever e identificar proteínas membranares que utilizam uma maquinaria específica para a sua génese – o Complexo de Membrana do Retículo Endoplasmático (EMC)”, explica Catarina Gaspar, primeira autora do artigo desenvolvido durante o seu doutoramento.

Através da análise bioinformática do conjunto de proteínas da mosca Drosophila, os investigadores identificaram as proteínas que poderiam depender do EMC para a sua produção. Assim, a partir de 254 possíveis proteínas, os investigadores foram capazes de identificar duas proteínas que requerem esta maquinaria para a sua génese através de um rastreio genético realizado em olhos de larvas de Drosophila.

Os investigadores perceberam que uma das proteínas identificadas, a Xport-A, é chave para a dobragem adequada da Rodopsina no seu processo de produção. Os resultados revelaram ainda que O EMC funciona como uma máquina para inserir a proteína Xport-A na membrana do retículo endoplasmático. “Pelo que descobrimos, conseguimos agora compreender melhor como a produção da rodopsina, crucial para a visão animal, é regulada e qual o papel da proteína Xport-A neste processo”, acrescenta Pedro Domingos, Investigador Principal do ITQB NOVA.

Como as moscas da fruta e os seres humanos têm muitos genes em comum, esta investigação poderá contribuir a abrir novos caminhos na compreensão do processo de produção de rodopsina e a degeneração da retina nos seres humanos. “Este estudo deu o pontapé de saída para outros estudos que estamos a prosseguir em mamíferos que levarão a uma maior compreensão do papel da EMC na produção das proteínas membranares”, conclui Colin Adrain, Investigador Principal da IGC e da Queen’s University Belfast.

A investigação liderada pelo investigador principal do ITQB NOVA Pedro Domingos e pelo investigador principal do IGC Colin Adrain, em colaboração com investigadores da Universidade de Oxford (Reino Unido) e da Academia Checa de Ciências (República Checa), contou com o apoio da Fundação La Caixa.

 

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Atualização em 17 dezembro 2021