Pesquisadores mapearam milhares de pequenas proteínas no córtex frontal humano que não constam dos bancos de dados padrão de proteínas. O atlas, publicado na Nature Aging, revela que muitas dessas microproteínas apresentam níveis alterados na doença de Alzheimer e aponta possíveis funções na regulação gênica e na produção de energia celular.
As microproteínas geralmente são formadas por menos de 150 aminoácidos. Como são curtas e podem ser codificadas dentro de genes maiores ou perto deles, os métodos e bancos de dados padrão podem não detectá-las ou atribuir sua atividade a uma proteína mais conhecida.
Uma equipe liderada por Brendan Miller e Alan Saghatelian, do Salk Institute for Biological Studies, criou um banco de dados de referência personalizado usando sequenciamento de RNA de amostras de tecido de 12 cérebros post mortem. Em seguida, usou-o para analisar dados de espectrometria de massa de 610 amostras cerebrais, identificando inicialmente 4.321 microproteínas. Mais de 3.000 não haviam sido catalogadas em bancos de dados padrão de proteínas revisados manualmente.
Os pesquisadores compararam essas descobertas com dados de perfilamento de ribossomos e usaram uma ferramenta de aprendizado profundo para avaliar as evidências da espectrometria de massa. Esse processo resultou em 1.067 microproteínas antes não revisadas, com fortes evidências de que estão presentes no cérebro.
Ao comparar amostras de pessoas com e sem Alzheimer sintomático, a equipe encontrou dezenas de microproteínas com níveis alterados. Uma microproteína derivada do gene BCL3 era menos abundante nas amostras de pessoas com Alzheimer, enquanto outra associada ao RAB3C era mais abundante. Em micróglias cultivadas em laboratório, as duas proteínas permaneceram estáveis e ocuparam locais específicos dentro das células.
Cerca de metade das microproteínas parecia ser regulada de forma independente dos genes maiores perto dos quais são codificadas. Em alguns casos, os níveis de RNA das microproteínas se alteraram na doença de Alzheimer mesmo quando os níveis de RNA do gene principal relacionado não mudaram. Os pesquisadores associaram essa separação ao splicing alternativo, processo pelo qual as células montam segmentos de RNA de diferentes maneiras, e identificaram padrões próximos aos locais de splicing que podem ajudar a regular o processo.
A equipe também investigou uma microproteína codificada pelo MKKS. Embora os bancos de dados padrão indiquem uma proteína maior como principal produto do gene, os pesquisadores descobriram que a microproteína era o produto predominante do MKKS no córtex frontal. Seus níveis eram menores em cérebros de pessoas com Alzheimer sintomático, e sua atividade foi associada a genes envolvidos nas mitocôndrias, que produzem energia dentro das células.
Em micróglias cultivadas em laboratório, os pesquisadores usaram CRISPR para remover a sequência de DNA que produz a microproteína MKKS sem alterar o gene principal. As células modificadas consumiram menos oxigênio durante um teste de estresse, indicando que a microproteína contribui para a respiração celular.
O atlas também aponta microproteínas produzidas a partir de pseudogenes, sequências genéticas frequentemente consideradas inativas. Uma candidata, derivada do pseudogene ACTBP7, alterou a distribuição de fibras estruturais quando introduzida em micróglias cultivadas em laboratório.
As descobertas não demonstram que níveis alterados de microproteínas causem a doença de Alzheimer. Em vez disso, essas mudanças podem refletir respostas celulares a danos ou alterações na regulação. Os pesquisadores também observam que algumas proteínas podem estar presentes em níveis inferiores aos limites de detecção atuais da espectrometria de massa e que as vias de produção de muitas microproteínas ainda precisam ser mapeadas.
Fontes: PsyPost.