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Proteína Fanzor deve ampliar as possibilidades da edição genética

Por| Editado por Luciana Zaramela | 10 de Julho de 2023 às 14h55

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NIH/CC-BY-1.1/Domínio Público
NIH/CC-BY-1.1/Domínio Público

Uma nova pesquisa nos genes de animais revelou um sistema de edição genética semelhante ao revolucionário CRISPR, e que pode trazer tantas melhorias e possibilidades quanto o já famoso sistema — é a primeira vez que cientistas encontram algo parecido ao CRISPR-Cas9 em eucariontes, grande grupo de organismos que incluem plantas, animais e fungos.

A proteína descoberta é chamada de Fanzor, e seu sistema pode ser guiado a seções bem precisas do DNA para editá-lo. A grande novidade está no fato de que ela é menor do que a proteína envolvida no método CRISPR, o que deve evitar erros de corte na edição genética no futuro. A pista que levou ao achado veio de pesquisas anteriores, quando pesquisadores notaram que a Fanzor podia agir como uma nuclease, tipo de enzima que consegue cortar ácidos nucleicos, como o DNA.

O sistema CRISPR e seus parentes

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Parte da pesquisa envolveu investigar origens de proteínas como a Cas9, usada no método CRISPR. A parte das enzimas do CRISPR consegue guiá-lo até regiões específicas do DNA, com a proteína Cas9 fazendo o corte que gera a edição genética. Essa descoberta revolucionou partes da medicina e da biotecnologia, e veio de DNA bacteriano. Nas bactérias, a função de edição é parte importante na imunidade contra os vírus, sendo usada, resumidamente, para cortar e eliminar setores infectados de seu RNA.

Ao estudar o Cas9, os cientistas descobriram os ancestrais desse tipo de proteína, chamadas proteínas OMEGA. Uma delas, a TnpB, é muito parecida com uma proteína encontrada em organismos eucariontes — a Fanzor. Essa semelhança levou à suposição de que ela seria uma nuclease OMEGA guiada pelo RNA, como a Cas9.

Para saber mais, foram isoladas as Fanzor de fungos, amebas, algas e amêijoas (crustáceos semelhantes ao mexilhão). Isso confirmou que essas proteínas eram enzimas cortadoras de DNA — e, assim como a Cas9 é guiada pelos fragmentos do CRISPR, elas são guiadas por seções do DNA chamadas ωRNA (ômega RNA).

Proteína Fanzor na edição genética

Estudos mais profundos levaram os cientistas a descobrir como, exatamente, as proteínas Fanzor interagem e se ligam ao DNA para cortá-lo. Mais compactas do que as CRISPR, elas têm potencial para chegar mais facilmente às células e tecidos do corpo. Além disso, suas enzimas estão no genoma dos eucariontes em transposons, ou seja, genes “saltadores”, inseridos aleatoriamente no DNA.

Enquanto os sistemas CRISPR fazem parte do sistema imune e são adaptativos, não sabemos exatamente qual é a função da Fanzor no corpo, naturalmente falando.

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Uma diferença importante é o efeito colateral da Fanzor — no sistema CRISPR e em similares, há o risco de efeitos adversos quando a enzima acaba cortando mais partes do DNA do que deveria, danificando moléculas próximas. Com a Fanzor retirada de fungos, isso não acontece, segundo os cientistas. Embora ela tenha mostrado uma eficiência menor do que o sistema CRISPR-Cas nas primeiras análises, os pesquisadores conseguiram modificar a proteína para torná-la 10 vezes mais eficiente.

Embora isso seja bastante animador para o campo da edição genética, levará um bom tempo para que a tecnologia chegue no uso prático. A própria CRISPR-Cas demorou muitos anos para ter seu potencial utilizado, então é cedo para avaliar o impacto possível do sistema Fanzor-ωRNA, já que muita engenharia terá de ser feita para chegar ao nível de qualidade e eficácia do Cas9.

Para os cientistas, a descoberta é, acima de tudo, um sinal ótimo de que outros sistemas guiados por RNA na natureza podem ser usados para edição genética de qualidade. Poderemos, no futuro, descobrir mais proteínas e sistemas parecidos ou até mais eficientes. É uma ótima demonstração do poder de se estudar a biodiversidade.

Fonte: Nature