Os ribossomos são amplamente reconhecidos como os construtores de proteínas da célula. Eles se ligam ao mRNA e se deslocam ao longo dele, decifrando o código genético e unindo aminoácidos para formar novas proteínas. No entanto, sua função vai além da simples produção de proteínas. Os ribossomos também ajudam a detectar estresse celular e podem acionar ações protetoras quando a célula enfrenta condições prejudiciais. Uma equipe internacional liderada pelo Professor Roland Beckmann, do Centro de Genética da LMU em Munique, identificou agora os passos chave que ativam esse processo de sinalização de estresse. Os resultados foram publicados na revista Nature.

Como o Estresse Interfere na Produção de Proteínas

A síntese de proteínas é extremamente vulnerável a interrupções, como a escassez de aminoácidos, o mRNA danificado ou infecções virais. Esses tipos de estresse interferem na leitura normal do mRNA e podem causar o bloqueio dos ribossomos, que podem se chocar uns com os outros. Quando ocorrem colisões, isso desencadeia o que é denominado resposta ao estresse ribotóxico (RSR). Essa resposta ativa vias que ou consertam o dano ou, se necessário, iniciam a morte celular programada.

Investigando ZAK com Bioquímica e Microscopia Eletrônica de Criogenia

A proteína ZAK — uma quinase, ou seja, uma enzima que ativa outras moléculas transferindo um grupo fosfato para elas — desempenha um papel central no controle dessa resposta ao estresse. Até o momento, não estava claro como ZAK detecta ribossomos que colidiram e utiliza essa informação para ativar vias sinalizadoras. Ao combinar experimentos bioquímicos com microscopia eletrônica de criogenia, o grupo de pesquisa demonstrou que as colisões dos ribossomos servem como o principal sinal de ativação para ZAK.

Os cientistas identificaram como ZAK se liga aos ribossomos e quais características estruturais dos ribossomos colididos são necessárias para sua ativação. Descobriram que ZAK interage com proteínas ribossômicas específicas, causando a dimerização de regiões particulares de ZAK, ou seja, duas cópias da proteína se unem. Essa associação inicia a cascata de sinalização celular.

Por que Compreender ZAK é Importante

“Uma compreensão mais profunda desses mecanismos é crucial por várias razões”, afirma Beckmann. Segundo ele, ZAK atua em uma das primeiras etapas da resposta ao estresse, portanto, entender como ela reconhece colisões entre ribossomos oferece uma visão valiosa sobre como as células detectam distúrbios com notável agilidade. Também ajuda a explicar como o controle de qualidade ribossômico, as redes de sinalização a jusante e o sistema imunológico coordenam suas respostas.

ZAK também possui relevância médica, uma vez que uma atividade anormal de ZAK está associada a doenças inflamatórias e estresse ribossômico persistente. “Nossos achados iluminam, portanto, um princípio central da biologia do estresse eucariótico”, diz Beckmann. “A maquinaria de tradução serve aqui como uma plataforma de vigilância a partir da qual sinais globais de estresse são iniciados.”