O que é Translatómica?

Introdução

Ao explorar a intrincada interação entre genes e proteínas no contexto de doenças, stress ou qualquer fenómeno biológico, os investigadores costumam recorrer ao transcriptoma para examinar as alterações na expressão génica. O objetivo é identificar genes cruciais que possam influenciar variações fenotípicas, muitas vezes complementado com proteómica para descobrir potenciais mecanismos de regulação da expressão génica. No entanto, uma questão surge frequentemente: por que é que as alterações na expressão de certos genes, conforme identificado através da análise diferencial, nem sempre se alinham com os níveis correspondentes de proteínas? Esses genes são realmente não-contribuintes?

Quatro fases fundamentais da tradução: iniciação, alongamento, terminação e reciclagem do ribossoma. (Zhang et al., 2020)

Neste artigo, iremos aprofundar a importância de compreender a regulação da tradução, um aspecto frequentemente negligenciado do controlo da expressão génica. Vamos explorar como a combinação transcriptómica, proteómica, e translatómica pode proporcionar uma compreensão mais abrangente da regulação genética, lançando luz sobre este componente crítico, mas frequentemente subestimado, da pesquisa biológica.

Regulação Translacional: O Elo Perdido

Dentro do dogma central da biologia molecular, que compreende a síntese de RNA, a degradação de RNA, a síntese de proteínas e a degradação de proteínas, a regulação da tradução destaca-se como o fator predominante. De facto, exerce uma influência maior na expressão génica do que a soma de todos os outros mecanismos regulatórios. Isto destaca a sua importância primordial na governação da intrincada rede de processos moleculares dentro dos organismos.

As discrepâncias mencionadas anteriormente, onde as alterações na expressão genética não correlacionam com a expressão proteica correspondente, muitas vezes resultam de uma negligência em relação à regulação translacional. Para abordar essas incertezas e fomentar a inovação na pesquisa sobre regulação genética, é imperativo colmatar a lacuna entre o transcriptoma, proteoma, e translatomaEsta abordagem holística facilita um estudo abrangente da regulação da tradução a nível global e representa um conceito pioneiro na investigação da regulação genética.

Desvendando o Translatoma com Ribo-seq

Uma das técnicas mais comumente utilizadas para sequenciação do transcritoma é Ribo-seq (Sequenciação de perfis de ribossomas)Este método envolve o uso de enzimas de RNA para digerir o RNA celular, resultando em fragmentos de RNA protegidos por ribossomas conhecidos como pegadas de ribossoma (RFs) que estão ativamente envolvidos na tradução. Estas RFs, com aproximadamente 30 nucleotídeos de comprimento, são posteriormente isoladas, sequenciadas em profundidade e meticulosamente analisadas.

Por favor, leia o artigo. Perfilamento de Ribossomas: Definição, Aplicações, Princípios e Fluxo de Trabalho para mais informações.

Nosso Ribo-seq o serviço capacita os investigadores a explorar a eficiência de tradução em todo o genoma e a descobrir novas proteínas e pequenos peptídeos. Ao integrar dados do translatoma com transcriptoma e dados de proteoma, pode-se calcular a eficiência de tradução do RNA, avaliar o impacto da tradução transitória na acumulação de proteínas e descobrir informações sobre os mecanismos de regulação pós-transcricional e de tradução. Sequenciação do transcritoma funciona como a ponte crucial que conecta RNAs e proteínas, permitindo uma análise aprofundada da tradução genética em vários níveis, regiões e taxas.

Fluxo de trabalho para o perfilamento de ribossomas (Brar e Weissman 2015).

Além do Translatoma: Uma Abordagem Multifacetada

A sequenciação do transcritoma ganhou inicialmente destaque através de estudos em leveduras, expandindo-se posteriormente para abranger numerosas espécies. Notavelmente, a investigação em animais, com foco em humanos e em ratos, dominou este campo, enquanto as investigações em plantas permanecem relativamente escassas. Esta disparidade na atenção destaca o potencial inexplorado e as oportunidades para explorar a regulação translacional num espectro mais amplo de organismos.

Conclusão

Compreender o espectro completo da regulação genética exige uma exploração abrangente além do transcriptoma e do proteoma. A translatómica, especialmente através do Ribo-seq, oferece uma via promissora para desvendar os mistérios da regulação da tradução. Ao fundir dados de transcriptoma, proteoma e translatoma, os investigadores podem desvendar os intrincados mecanismos regulatórios pós-transcricionais e translacionais que governam o dinâmico mundo da expressão genética. À medida que o estudo da translatómica se expande, ele detém uma grande promessa para avançar a nossa compreensão da intrincada interação entre genes e proteínas em diversos organismos, contribuindo, em última análise, para descobertas inovadoras nas ciências da vida.

Referências:

1. Zhang, Shuxia, et al. "Perspetivas sobre a translatómica no sistema nervoso." Fronteiras em Genética 11 (2020): 599548.
2. Brar G A, Weissman J S. O perfilamento de ribossomas revela o quê, quando, onde e como da síntese de proteínas. Nature reviews Molecular cell biology, 2015, 16(11): 651-664.