Lyosin: Uma Proteína de Fusão dos Transposons

Em vertebrados, Proteínas específicas de certas linhagens têm um papel vital em permitir funções diversas. Os genomas dos vertebrados têm muitos Transposões, que são pedaços de DNA que podem mudar de posição dentro do genoma. Esses transposões podem compor uma parte significativa dos genomas de vários vertebrados. Algumas proteínas codificadas por transposões foram integradas ao genoma do hospedeiro como novas proteínas. Por exemplo, as proteínas Syncytin, que vêm de retrovírus endógenos, são cruciais para a fusão celular e a participação do sistema imunológico na placenta de mamíferos. Da mesma forma, certos genes de retrotransposões foram reaproveitados como genes do hospedeiro associados a funções específicas, como formação de placenta e atividades neuronais.

O mundo dos transposões não se limita a retrovírus endógenos. Elementos nucleares intercalados longos, ou LINEs, são um tipo de retrotransposão presentes em muitos vertebrados. Em humanos, o LINE ativo é chamado LINE-1 (L1). O L1 tem duas partes principais que podem criar proteínas necessárias para sua própria replicação. Apesar de sua alta abundância nos genomas dos vertebrados, há poucos casos registrados de proteínas derivadas do L1 sendo usadas como novos genes nesses genomas. Um exemplo notável é o L1TD1, que é derivado do L1 e encontrado em mamíferos euterianos. Embora inicialmente se pensasse que era importante para certas funções celulares, seu papel exato ainda é incerto.

Estudos recentes focaram em descobrir uma nova proteína que vem do L1. Essa proteína é uma fusão do L1 com uma proteína do hospedeiro chamada cadeia leve de miosina 4 (MYL4). Enquanto a proteína padrão MYL4 é encontrada no coração, essa nova variante de proteína é expressa especificamente no testículo. Os pesquisadores também identificaram outras proteínas de fusão semelhantes em vários vertebrados, o que sugere um papel mais amplo para proteínas derivadas de LINE na evolução.

#Entendendo a Lyosin: Uma Proteína Quimérica

A nova proteína foi chamada de Lyosin, com base em sua natureza híbrida, já que contém elementos tanto do L1 quanto do MYL4. No jacaré-americano, o MYL4 tem uma seção única chamada "exon L" que está ausente em camundongos. Os aminoácidos encontrados no exon L são semelhantes aos do L1, indicando uma relação próxima. A estrutura da Lyosin mostra características típicas do L1, incluindo domínios necessários para a função da proteína.

Enquanto estudavam vários genomas de vertebrados, os pesquisadores encontraram sinais dessa proteína Lyosin não apenas em jacarés, mas também em tartarugas, lagartos e aves. Isso indica que o gene da Lyosin está presente há muito tempo e provavelmente esteve presente em um ancestral comum dessas espécies. O estudo da história evolutiva da Lyosin também sugere que ela passou por várias mudanças ao longo do tempo, muitas vezes perdendo a capacidade de funcionar adequadamente em algumas linhagens de vertebrados.

#A Evolução da Lyosin em Répteis e Aves

Os pesquisadores realizaram buscas usando a sequência de aminoácidos da Lyosin para identificar proteínas semelhantes em diferentes espécies. Eles descobriram que, embora essas proteínas mostrassem muita variação, as porções do MYL4 permaneceram praticamente inalteradas. Notavelmente, algumas aves perderam partes da sequência do MYL4 associadas ao motivo de reconhecimento de RNA, exceto por uma espécie, o kiwi Okarito.

Uma análise mais profunda dos genomas dos tetrápodes revelou que a Lyosin foi encontrada em uma variedade de espécies, incluindo aves e répteis. No entanto, estava ausente em mamíferos e anfíbios, sugerindo que a aquisição dessa proteína ocorreu antes da evolução das aves e répteis modernos. O estudo também mostrou que em certas espécies, partes importantes da Lyosin foram perdidas ao longo da evolução, refletindo uma história complexa de ganho e perda de genes entre diferentes linhagens.

#Perda de Lyosin em Várias Linhagens

Através da análise da presença ou ausência da Lyosin em várias espécies, os pesquisadores mapearam sua história evolutiva. Em aves, por exemplo, apenas espécies específicas retiveram a estrutura completa da Lyosin, enquanto a maioria das outras mostraram sinais de deleção. Em répteis, foram observadas perdas independentes em diferentes grupos, indicando que a preservação da Lyosin não foi uniforme entre as espécies.

#As Características Moleculares da Lyosin

O estudo também investigou os papéis específicos da Lyosin na expressão tecidual. Enquanto o MYL4 é conhecido por ser importante no coração, a Lyosin foi encontrada principalmente em tecidos testiculares. Os pesquisadores confirmaram isso analisando dados de RNA, que mostraram que enquanto o MYL4 era prevalente em tecidos cardíacos, a Lyosin era distintivamente encontrada em células testiculares.

Investigações adicionais sobre as características da proteína mostraram que a Lyosin não apresenta o comportamento típico associado às proteínas L1, que geralmente formam aglomerados específicos nas células. Em vez disso, a Lyosin estava principalmente espalhada na célula e não demonstrou efeitos na retrotransposição do L1. Essa descoberta indica que, embora a Lyosin compartilhe elementos estruturais com a proteína L1 ORF1, parece servir a propósitos diferentes no organismo hospedeiro.

#Encontrando Outras Proteínas Quiméricas

A presença da Lyosin levanta possibilidades intrigantes de que outras proteínas nos genomas dos vertebrados podem também ter surgido de processos semelhantes envolvendo LINEs. Os pesquisadores procuraram genes adicionais que contêm regiões semelhantes ao L1 e não-L1, descobrindo várias outras proteínas que compartilham semelhanças com a Lyosin. Essas descobertas destacam a dinâmica evolutiva onde genes podem ser reaproveitados através da integração de elementos transposônicos.

#Conclusão

Este estudo ilustra como proteínas adaptadas de transposões como os LINEs podem desempenhar papéis essenciais na biologia dos vertebrados. A identificação e caracterização da proteína Lyosin fornecem insights sobre os processos evolutivos em andamento e destacam as interações complexas entre os genomas hospedeiros e os elementos transponíveis. Pesquisas adicionais sobre essas proteínas podem revelar mais sobre suas funções e suas contribuições para a evolução dos vertebrados, lançando luz sobre o equilíbrio entre estabilidade genética e variabilidade nesses organismos.