Os pesquisadores descobriram uma maneira de fazer um biossensor de RNA que fica fluorescente quando encontra pequenos metabólitos inorgânicos – não pela engenharia do RNA, mas pelo ajuste de sua molécula de ligante fluorogênico.
Em 2011, cientistas projetaram moléculas de RNA fluorescentes composto por um aptâmero de RNA que se liga a um ligante hidroxibenzilideno imidazolinona (HBI) (Ciência 2011, DOI: 10.1126/ciência.1207339). Nenhuma das moléculas apresenta fluorescência por si só – mas quando se ligam, o complexo acende-se, permitindo aos investigadores obter imagens de moléculas de ARN em células vivas.
Os pesquisadores testaram estratégias para combinar riboswitches – motivos de RNA que mudam a conformação em resposta à ligação de outra molécula – com esses aptâmeros para criar biossensores que fluorescem somente quando eles se ligam a um HBI e a uma biomolécula como S-adenosilmetionina.
Mas de acordo com o químico Enver Cagri Izgu da Universidade Rutgers, em New Brunswick, esses sensores têm sido difíceis de projetar, especialmente para moléculas inorgânicas que não são propensas a interagir com o RNA. “O RNA tem um problema de dobramento, especialmente nas células”, diz ele. “É realmente difícil controlar essas coisas e torná-las realmente úteis do ponto de vista biomédico.”
Portanto, diz ele, ele raciocinou: “Por que não fazemos simplesmente uma molécula orgânica para interagir com o metabólito de interesse?” Em um artigo recente em Angewandte ChemieIzgu e colegas descrevem vários pré-ligantes que reagem para formar um HBI fluorogênico na presença de moléculas inorgânicas de sinalização redox e que podem ser usados como aptâmeros de biossensor (2024, DOI: 10.1002/anie.202421936).
Os pesquisadores adicionaram um grupo de enjaulamento a uma estrutura HBI que é lábil ao peróxido de hidrogênio, mas não apresenta reação cruzada com outras espécies reativas de oxigênio. A molécula do pré-ligante não apresenta fluorescência, mesmo quando ligada ao aptâmero; tem que ser clivado primeiro. A equipe repetiu o processo com um grupo funcional que poderia ser clivado pela reação com sulfeto de hidrogênio, mas não com outros tióis reativos; ele também se converte em um HBI após reagir com seu analito.
Quando o primeiro pré-ligante é adicionado às bactérias que expressam o aptâmero, a introdução de peróxido de hidrogênio faz com que as células se iluminem, descobriram os pesquisadores.
Izgu diz que sua equipe está trabalhando em mais compostos derivados de HBI para detectar uma série de analitos.
