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Pesquisadores desvendam evolução molecular da proteína placentária NRK e sua função na regulação do crescimento placentário
A viviparidade é uma estratégia reprodutiva na qual a mãe fornece ao embrião um suprimento contínuo de nutrientes em seu corpo para crescer o suficiente antes de dar à luz. Comparada com a oviparidade, pode aumentar a taxa de sobrevivência de fetos e recém-nascidos. A placenta dos mamíferos é um tecido representativo para o fornecimento de nutrientes ao feto e é evolutivamente nova. A quinase relacionada à NIK (NRK) é uma proteína chave que desempenha um papel importante no desenvolvimento placentário. Pesquisas anteriores mostraram que a NRK de camundongos é expresso especificamente na placenta, e “nocautear” essa proteína resulta em hiperplasia placentária e dificuldades no parto. No entanto, os detalhes sobre como isso ocorre não estavam claros.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio (TITECH), no Japão, publicou um estudo na área de Biologia Molecular e Evolutiva elucidando os fatores evolutivos e mecanismos moleculares envolvidos nas funções observadas da NRK. Elucidar essas questões por trás da função da NRK é de grande importância, de acordo com o autor professor Dr. Toshiaki Fukushima, que disse: “Isso não apenas levará à compreensão de alguns dos mecanismos da evolução placentária, mas fornecerá uma base para o desenvolvimento de métodos diagnósticos e terapêuticos para complicações da gravidez, incluindo o retardo do crescimento fetal.”
Para entender os padrões evolutivos envolvidos, a equipe realizou estudos de sintenia e filogenia no gene Nrk em diferentes espécies. Curiosamente, a sequência do gene Nrk de eutérios foi significativamente diferente de outros grupos, e a análise filogenética mostrou que a proteína NRK sofreu uma rápida evolução molecular, incluindo inserções/substituições de aminoácidos no processo de evolução para eutérios a uma taxa sem paralelo.
Esses padrões evolutivos forneceram informações sobre os mecanismos moleculares da função da proteína NRK em eutérios. Estudos anteriores já haviam confirmado que a capacidade de impedir a proliferação celular estava restrita apenas a essa forma de NRK, com outros membros da família de proteínas sem essa função supressora. Ao examinar mais de perto a estrutura da proteína, os cientistas foram capazes de identificar regiões específicas de interesse. Uma dessas seções identificadas esta situada na região intermediária dessa proteína, abrangendo o aminoácido 565-868. Ensaios funcionais revelaram que ela esta ligada à caseína quinase-2 (CK2), um inativador de PTEN, que é um regulador da via de sinalização de AKT. Outra região importante identificada foi o domínio de homologia citron localizado na extremidade da proteína. Através de imagens fluorescentes, descobriu-se que este domínio é crucial para a localização de NRK na membrana plasmática.
Com base nos experimentos subsequentes, a equipe de pesquisa revelou o mecanismo molecular detalhado da função NRK. A proteína está localizada na membrana plasmática por meio do domínio de homologia citron, onde a região do meio se liga à CK2, impedindo-a de fosforilar o PTEN. Este PTEN ativado regula negativamente o fosfatidilinositol (3,4,5)-trifosfato, um importante fator de condução da sinalização de AKT. A sinalização reduzida de AKT leva à atenuação da proliferação celular. CK2, PTEN e AKT regulam o crescimento placentário, e agora foi revelado que a proteína NRK específica da placenta regula essa via como um fator a montante.
É importante ressaltar que as regiões funcionais na NRK foram adquiridas no processo de evolução para eutérios. Este estudo é o primeiro a sugerir que a proteína placentária NRK é o controle da sinalização da proliferação celular, obtendo sequências funcionais nos ancestrais eutérios. Como os pesquisadores concluem, “a evolução da NRK facilitou o controle adequado do desenvolvimento placentário em mamíferos placentários”. Esta pesquisa abre novos caminhos para investigar as evoluções moleculares nos mamíferos relacionadas ao desenvolvimento da placenta.
Os resultados foram publicados na revista científica Molecular Biology and Evolution.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página do Instituto de Tecnologia de Tóquio (em inglês).
Fonte: Instituto de Tecnologia de Tóquio.
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