A versão original de esta história apareceu Revista Quanta.
Para uma molécula de RNA, o mundo é um lugar perigoso. Ao contrário do ADN, que pode permanecer numa forma de cadeia dupla incrivelmente estável durante milhões de anos, o ARN não foi construído para durar – nem mesmo dentro da célula que o produziu. Se não for protegido em uma molécula maior, o RNA pode se degradar em minutos ou menos. E fora da cela? Esqueça isso. As enzimas que degradam o RNA são onipresentes, secretadas por todas as formas de vida como defesa contra vírus que codificam sua identidade genética no RNA.
Existe uma maneira pela qual o RNA pode sobreviver ileso fora da célula: em uma pequena bolha protetora. Durante décadas, os pesquisadores observaram células liberando essas bolhas na membrana celular, chamadas vesículas extracelulares (EVs), cheias de RNA, proteínas e outras moléculas danificadas. Mas pensava-se que esses sacos nada mais eram do que sacos de lixo que jogavam resíduos moleculares quebrados para fora da célula durante a limpeza normal.
Então, no início dos anos 2000, experimentos de Hodi Valadibiólogo molecular da Universidade de Gotemburgo, descobriu que o RNA dentro de alguns VEs não parece lixo. O coquetel de sequências de RNA era muito diferente do coquetel encontrado dentro da célula, e essas sequências saudável e ativo. Quando a equipe de Valadi expôs células humanas a VEs de células de camundongos, eles ficaram surpresos ao ver que as células humanas receberam as mensagens de RNA e as “lêem” para produzir proteínas funcionais que de outra forma não poderiam produzir.
Valadi concluiu que as células empacotam fitas de RNA em vesículas especificamente para comunicação entre si. “Se eu estivesse lá fora e visse que estava chovendo”, disse ele, “eu lhe diria: se você sair, leve um guarda-chuva com você”. Da mesma forma, sugeriu ele, uma célula pode alertar seus vizinhos sobre a exposição a um patógeno ou produto químico prejudicial antes que eles próprios sejam expostos ao perigo.
Desde então, surgiram inúmeras evidências para apoiar esta teoria, impulsionadas por melhorias na tecnologia de sequenciação que permitem aos cientistas detectar e descodificar segmentos cada vez mais pequenos de ARN. Quando Valadi publicou seus experimentos, outros pesquisadores também viram VEs cheios de combinações complexas de RNA. Estas sequências de RNA podem conter informações detalhadas sobre a célula que as produziu e causar efeitos específicos nas células receptoras. As descobertas levaram alguns pesquisadores a sugerir que o RNA pode ser uma linguagem molecular que transcende as fronteiras taxonômicas tradicionais e, portanto, pode codificar mensagens que permanecem compreensíveis em toda a árvore da vida.
Em 2024, uma nova investigação revelou camadas adicionais a esta história, de modo que, juntamente com bactérias e células eucarióticas, archaea também são compartilhadas RNA vesicular, o que confirma que o fenômeno é universal para todos os três domínios da vida. Outras pesquisas ampliaram nossa compreensão da comunicação celular intercelular, mostrando que plantas e fungos podem infectar uns aos outros. use pacotes de degradação de RNA como uma forma de guerra de informação partilhada: a célula inimiga lê o ARN e utiliza o seu mecanismo molecular para tornar as suas proteínas prejudiciais.
“Fiquei surpreso com o que o RNA poderia fazer”, disse ele Amy Buckum biólogo de RNA da Universidade de Edimburgo que não esteve envolvido na nova pesquisa. Para ele, compreender o RNA como meio de comunicação “vai além de apreciar a complexidade e a natureza dinâmica do RNA dentro da célula”. Transmitir informações para fora da célula pode ser uma de suas funções inatas.
Transmissão sensível ao tempo
Microbiologista Susan Erdman infecções virais Vulcão Haloferaxum organismo unicelular que prospera em ambientes extremamente salgados, como o Mar Morto ou o Grande Lago Salgado. Sabe-se que bactérias unicelulares compartilham extensivamente EVs, mas H. vulcões Não é uma bactéria Arqueanoum membro do terceiro ramo evolutivo da vida que contém células que diferem de bactérias ou eucariontes como nós.
Como os EVs têm o mesmo tamanho e densidade das partículas virais que o grupo de Erdmann estuda no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, na Alemanha, eles “sempre aparecem quando os vírus são isolados e purificados”, disse ele. Eventualmente, seu grupo ficou curioso e decidiu ver o que havia dentro.
