2006: CRAIG C. MELLO e ANDREW Z. FIRE
Artigo Escrito por
Stephan E. Meirelles
Wagner Titton
William Roman
Resumo
Os laureados do Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina do ano de 2006 foram os norte-americanos Andrew Z. Fire, da Universidade de Stanford, e Craig C. Mello, da Universidade de Massachusetts. Estes pesquisadores, em 1998, descreveram o mecanismo de ação do RNA de interferência, que vêm sendo descrito e utilizado como uma poderosa ferramenta para o estudo em áreas como medicina, bioquímica e fisiologia, entre outras. Além disso, a interferência por RNA constitui um mecanismo de controle da expressão gênica e proteção contra agentes infecciosos, principalmente vírus.
Os dois pesquisadores mostraram que a injeção de pequenas quantidades de RNA fita dupla levava ao silenciamento da expressão de um determinado gene específico, o que não ocorria com a injeção das fitas simples de RNA. Para isso, era necessário que a seqüência do RNA dupla fita fosse complementar ao RNA mensageiro do gene alvo.
O reconhecimento da importância do RNA de interferência, além do seu papel no controle da expressão gênica e defesa contra vírus, deve-se à extrema versatilidade deste mecanismo como ferramenta para estudos e, mais futuramente, terapia gênica. Assim, diversas pesquisas buscam mecanismos e genes alvos para a terapia de diferentes doenças.
Abstract
The winners of the Nobel Prize in Physiology and Medicine in the year 2006 were the Americans Andrew Z. Fire at Stanford University, and Craig C. Mello of the University of Massachusetts. These researchers, in 1998, described the mechanism of action of RNA interference, which have been described and used as a powerful tool to study in areas such as medicine, biochemistry and physiology, among others. Furthermore, the interference by RNA is a mechanism for controlling gene expression and protection against infectious agents, especially viruses.
The two researchers showed that the injection of small amounts of RNA silencing tape double led to the expression of a specific gene, which is not occurred with the injection of tapes simple RNA. Therefore, it was necessary that the sequence of the RNA double tape was complementary to messenger RNA of the gene target.
The recognition of the importance of RNA interference, in addition to its role in the control of gene expression and protection against viruses, is due to the extreme versatility of this mechanism as a tool for studies and, more future, gene therapy. Thus, various surveys seek mechanisms and gene targets for therapy of different diseases.
Biografia dos Laureados
Andrew Z. Fire
Andrew Z. Fire nasceu em Palo Alto, no dia 27 de abril de 1959, cresceu em Sunnyvale, na Califórnia. Depois de se graduar no colegial, ingressou na Universidade de Berkeley onde recebeu seu diploma de Matemática em 1978, quando tinha 19 anos. Posteriormente, transferiu-se para o Massachusetts Institute of Technology, onde recebeu seu doutorado em Biologia (1983). De 1983 a 1986, Fire recebeu treinamento no grupo Caenorhabditis elegans no Centro de Pesquisa de Biologia Molecular em Cambridge, trabalhando como Bolsista da Fundação Helen Hay Whitney. Durante este tempo, Fire iniciou sua pesquisas voltadas a melhoria da tecnologia da microinjeção e o desenvolvimento de ensaios para expressão de DNA estrangeiro em C. elegans.
Durante o seu último ano no laboratório MRC, Fire buscou um posto de pesquisador Departamento de Embriologia na Instituição Carnegie de Washington em Baltimore Maryland, também buscou uma pesquisa independente "Gene regulamento durante o desenvolvimento precoce de C. elegans" para o Instituto nacional de Saúde dos EUA. Ambos os pedidos foram bem sucedidos e Fire mudou-se para Baltimore, em Novembro de 1986. Desde sua chegada ao Carnegie até 1989, Fire trabalhou como Funcionário Associado, uma pesquisa independente independente posição que foi concebida para facilitar o desenvolvimento de novos programas de investigação na ausência de responsabilidades adicionais acadêmico. Em 1989, foi nomeado como um funcionário regular no Instituto Carnegie, continuando a desenvolver a tecnologia da transformação do DNA e colaborando com uma série de estudos para compreender a base molecular da ativação gênica em células musculares. Juntamente com a nomeação como membro pleno do pessoal na Carnegie Institution, Fire também foi nomeado como membro facultativo no Departamento de Biologia em John hopkings, onde se envolveu como professor e mentor.
Em 2003, Dr. Fire foi para a universidade de Medicina de Stanford, onde atualmente atua como Professor de Patologia e Genética.
Craig C. Mello
Nasceu em New Haven, Connecticut em 18 de outubro 1960, o terceiro filho de um paleontólogo pai e mãe artista (James e Sally Mello).
Após uma breve estadia em Falls Church, Craig mudou-se para Fairfax, VA, quando seu pai foi nomeado diretor assistente no Smithsonian Museum of Natural History.
Craig entrou na escola com 5 anos de idade. Teve problemas de aprendizagem até a 7ª série. Durante o segundo grau, enquanto seus irmãos eram modelos de alunos, ele preferia passar seu tempo ao ar livre, na mata ou em ribeira, considerando o tempo em sala de aula como perdido.
Até o momento eu estava na escola média, ele havia decidido rejeitar totalmente dogma religioso. Isto porque este conhecimento era insuficiente para explicar o mundo ao meu redor. Ele não aceitava o fato que idéias não pudessem ser rebatidas e uma verdade pudesse sempre se absoluta.
Participou Fairfax High School, onde tomou ciência de todos os cursos oferecidos excepto avançados de física. Considera seus professores de química e biologia como.Tendo como exemplo seu professor, Randy Scott, o qual o despertou interesse pela biologia.
Na Universidade Brown University, formou-se, prosseguindo na bioquímica e na biologia molecular. Entrou no David`s Laboratory, onde era desconhecida a forma da “DNA transformação”. Para a continuação de suas pesquisas mudou-se para Harvard, onde iniciou um laboratório independente.
Em 1990 concluiu seu doutorado em Harvard. Juntou-se ao laboratório de Jim Priess no Fred Hutchinson Cancer Research Center em Seattle, Washington onde concluiu seu pós-doutorado. Neste laboratório, aprendeu a genética, sem a qual, seu trabalho sobre RNAi teria permanecido inteiramente descritivo.
Em 1994, tornou-se professor da escola de Medicina da Universidade de Massachussetts. E em 2000, tornou-se pesquisador no Instituto Médico Howard Hughes.
História da pesquisa
A revolucionária descoberta da RNAi resultou da inesperado resultado de experimentos realizados por cientistas dos E.U.A. e dos Países Baixos. A partir do trabalho de Napoli C., C. Lemieux, e Jorgensen R. (1990) "Introdução de um gene chalcona sintase em Petunia Resultados no reversível co-supressão de genes homólogos em trans ".Neste trabalho, buscava-se produzir petunias, com flores modificadas. Para atingir essa meta, que introduziu mais cópias de um gene codifica uma enzima chave para a flor pigmentação em petunia. Surpreendentemente, muitas das plantas de petúnia transportando mais cópias deste gene não mostrou o esperado profunda roxo ou vermelho flores mas procedeu inteiramente branco ou parcialmente flores brancas. Quando os cientistas tinham uma olhada mais de perto, descobriram que os dois tipos de genes, o endógeno e os recém-introduzidos transgenes, tinha sido desligado. Devido a esta observação do fenômeno foi pela primeira vez chamado de "co-supressão da expressão genética", mas o mecanismo molecular permaneceu desconhecida.
Alguns anos mais tarde, virologistas fizeram uma observação semelhante. Em suas investigações eles dirigidas para a melhoria da resistência de plantas contra vírus vegetais. Naquela época ele era conhecido que plantas com vírus e que expressassem proteínas específicas reforçadas mostravam tolerância ou mesmo resistência contra a infecção pelo vírus. No entanto, eles também fizeram a surpreendente observação de que plantas transportando apenas curtas regiões do RNA viral sequências não codificantes para qualquer proteína viral mostrou o mesmo efeito. Eles concluíram que RNA viral produzido por transgenes também pode atacar vírus que as atacassem e impedissem a sua multiplicação e se espalhassem por toda a planta. Eles realizaram a experiência inversa e colocaram curtas sequências genéticas de plantas em planta víróticas. Com efeito, após a infecção das plantas com estes vírus modificados a expressão do gene na planta alvo foi suprimida. Eles chamavam este fenômeno de silenciamento de genes pela indução de vírus (virus-induced gene silencing” ou simplesmente “VIGS”) . Estes fenômenos são coletivamente chamados silenciamento pós-transcricional de gene.
Após estas observações iniciais em plantas muitos laboratórios de todo o mundo procura ocorrência do fenômeno em outros organismos. Em 1998, Andrew Fire e Craig C. Mello (no Carnegie Institution de Washington e da Universidade de Massachusetts Cancer Center, respectivamente) relataram um potente efeito de gene silenciamento após a injeção dupla de RNA ocioso em C. elegans. Eles cunharam o termo RNAi. A descoberta de RNAi em C. elegans é particularmente notável, uma vez que representou a primeira identificação do agente causador (double stranded RNA) deste inexplicável fenômeno.
Mecanismo do Gene Silenciamento
RNAi está sendo aplicado como uma técnica experimental para o estudo da função dos genes em organismos modelo. Parte do RNA de um gene de interesse é introduzida em uma célula ou organismo, em que muitas vezes provoca uma drástica diminuição na produção da proteína ao qual o código do gene é interligado. Estudar os efeitos dessa redução pode produzir insights sobre o papel e a função da proteína. Desde RNAi não pode suprimir totalmente expressão do gene, esta técnica é por vezes referida como um “silenciamento”, para se distinguir de procedimentos em que expressão de um gene é totalmente eliminada pela remoção ou destruição seu DNA seqüência.
A maioria das aplicações de genômica funcional RNAi ter utilizado o nemátodo Caenorhabditis elegans e mosca da fruta Drosophila melanogaster, ambos os organismos modelo comumente utilizado na investigação genética. C. elegans é particularmente útil para RNAi investigação, porque os efeitos do gene silenciamento geralmente são hereditárias e porque parte do RNA é excepcionalmente fácil. Através de um mecanismo cujos detalhes são mal compreendidas, como a bactéria E coli que carregam o desejado RNA podem ser introduzido ao nematodo e irá transferir sua carga RNA ao nematodo através do trato intestinal. Esta "entrega pela alimentação" obtêm rendimentos de mesma magnitude do gene silenciamento.
Papel na medicina
As porções de RNAs que acionam RNAi podem ser usadas como drogas. O primeiro pedido é para atingir os ensaios clínicos no tratamento da degeneração molecular. RNAi também foi mostrado eficaz na inversão completa de insuficiência hepática induzida em ratos.
Outra utilização especulativa deste método é narepressão dos genes eucarióticos em patógenos humanoss que são desiguais de quaislquer genes humanos.
RNAi interfere com o processo de tradução da expressão do gene e não parece interagir com o DNA próprio. Defensores das terapias baseadas em RNAi sugerem que a falta de interação com o ADN podem aliviar alguns dos doentes preocupações sobre modificações do seu DNA (como praticado em terapia genética), e sugerem que este método de tratamento seria mais objetivo do que a prescrição de alguma droga. Por esta razão RNAi e terapias baseadas em RNAi suscitaram um grande interesse na indústria farmacêutica e de biotecnologia.
Mais recentemente, RNAi investigadores conseguiram usar RNAi para calar a expressão do vírus da imunodeficiência humana (HIV) em ratos.
Bibliografia
http://comvisa.anvisa.gov.br/tiki-read_article.php?articleId=1140&highlight=indesejada. 08/04/2008
http://pt.wikipedia.org/wiki/Craig_Mello. 13/04/2008
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2006/index.html em 22/04/2008.
