Investigadores do GIMM analisam os avanços mais recentes no conhecimento sobre os nuclear speckles, estruturas do núcleo celular que estão a revelar um papel muito mais ativo na forma como a informação genética é processada.

Durante muito tempo, os nuclear speckles foram vistos sobretudo como locais onde a célula concentrava e armazenava moléculas necessárias ao processamento do RNA. Hoje, essa visão está a mudar.

Num novo artigo de revisão, ‘Nuclear speckles: New insights into structure and function’, publicado na Current Opinion in Structural Biology, André Ventura-Gomes, Rui Sousa-Luís e Maria Carmo-Fonseca, investigadores do GIMM, reúnem os avanços mais recentes sobre a estrutura e função destes condensados biomoleculares e mostram como estão a emergir como importantes centros de regulação da expressão dos genes.

Quando a localização dentro da célula faz a diferença

Quando um gene é ativado, a informação contida no DNA é primeiro copiada para uma molécula precursora de RNA. Antes de poder desempenhar a sua função, esta molécula precisa de passar por várias etapas de processamento.

Uma delas é o splicing, processo através do qual determinadas sequências, chamadas intrões, são removidas e as restantes partes do RNA são unidas para formar uma molécula madura.

A investigação dos últimos anos mostra que a localização dos genes dentro do núcleo pode influenciar a eficiência deste processo. Genes localizados mais perto dos nuclear speckles têm maior acesso aos componentes celulares envolvidos no splicing, favorecendo um processamento mais eficiente do RNA.

Este efeito parece ser particularmente importante para genes que contêm intrões curtos e ricos em guanina e citosina, duas das quatro bases que constituem o DNA.

Muito mais do que simples “reservatórios”

Os avanços nas técnicas de imagem e nos estudos biofísicos também permitiram perceber que os nuclear speckles são estruturas muito mais complexas do que se pensava.

Em vez de condensados uniformes, apresentam uma organização interna altamente estruturada, formada através de múltiplas interações entre proteínas e moléculas de RNA. Esta organização permite concentrar diferentes componentes da maquinaria celular no local e no momento em que são necessários.

E o seu papel não termina no splicing. A evidência reunida pelos investigadores mostra que os nuclear speckles estão envolvidos em diferentes fases da vida do RNA, desde o seu processamento e controlo de qualidade até à retenção de moléculas que ainda não estão prontas e à posterior exportação do RNA maduro do núcleo para o citoplasma.

Repensar a organização do núcleo

Estas descobertas estão a transformar a forma como os cientistas olham para a organização do núcleo celular. Mais do que simplesmente ocupar diferentes espaços, a posição dos genes e das estruturas que os rodeiam pode contribuir ativamente para determinar como a informação genética é utilizada pelas células.

Persistem, contudo, muitas questões. Alterações na organização dos nuclear speckles têm sido associadas a várias doenças, incluindo doenças neurodegenerativas, mas ainda é necessário compreender de que forma estas alterações contribuem para o desenvolvimento da doença.

Ao reunir o conhecimento mais recente nesta área, a revisão de André Ventura-Gomes, Rui Sousa-Luís e Maria Carmo-Fonseca destaca os nuclear speckles como elementos centrais na coordenação do processamento do RNA e da expressão dos genes, abrindo novas questões sobre a relação entre a arquitetura do núcleo, a função celular e a doença.