Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, identificaram um arqueano produtor de metano que interpreta um codão de parada padrão de duas maneiras, desafiando um princípio central da biologia. O micróbio, Methanosarcina acetivorans, às vezes adiciona um aminoácido chamado pirrolisina em vez de interromper a síntese proteica. Essa flexibilidade pode auxiliar no metabolismo de compostos ligados à saúde humana.
O código genético, que traduz DNA em proteínas por meio de codões de três letras, tem sido visto há muito tempo como preciso, com cada codão direcionando um aminoácido específico ou sinalizando o fim de uma cadeia proteica. No entanto, um estudo liderado por Dipti Nayak, professora assistente de biologia molecular e celular na UC Berkeley, revela uma exceção em Methanosarcina acetivorans, um arqueano produtor de metano. Neste organismo, o codão UAG — tipicamente um sinal de parada — pode tanto terminar a construção da proteína quanto incorporar pirrolisina, o 21º aminoácido além dos 20 padrão. Isso resulta em duas proteínas possíveis da mesma sequência genética, dependendo de condições como a disponibilidade de pirrolisina. Quando o aminoácido é abundante, o UAG é mais provável de ser lido como pirrolisina; quando escasso, atua como parada. Entre 200 e 300 genes no micróbio contêm UAG, potencialmente permitindo variações proteicas adaptativas. «Objetivamente, a ambiguidade no código genético deveria ser deletéria; você acaba gerando um pool aleatório de proteínas», disse Nayak no estudo publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences. «Mas os sistemas biológicos são mais ambíguos do que lhes damos crédito e essa ambiguidade é na verdade um recurso — não um bug.» A descoberta vem de levantamentos de Archaea por Nayak e a ex-aluna de pós-graduação Katie Shalvarjian, agora no Lawrence Livermore National Laboratory. Elas notaram maquinaria generalizada para produção de pirrolisina entre arqueanos metanogênicos que consomem aminas metiladas, como metilamina encontrada no intestino humano e no ambiente. Esses micróbios desempenham um papel na saúde ao quebrar metilaminas, reduzindo a formação de óxido de trimetilamina N, um subproduto da digestão de carne vermelha ligado a doenças cardiovasculares. A descoberta também sugere potencial terapêutico: cerca de 10% dos distúrbios hereditários, incluindo fibrose cística e distrofia muscular de Duchenne, envolvem codões de parada prematuros. Um stop «vazamento» como UAG pode permitir produção parcial de proteínas para aliviar sintomas. «O codão UAG é como um garfo na estrada, onde pode ser interpretado como um codão de parada ou como um resíduo de pirrolisina», explicou Shalvarjian. Nenhum gatilho de sequência específico foi identificado; a interpretação permanece probabilística. A pesquisa, apoiada por bolsas do Searle Scholars Program e outras, envolveu coautores da UC Berkeley e do California Institute of Technology. Foi publicada em 2025 com DOI: 10.1073/pnas.2517473122.
