Uma equipe de pesquisa do Instituto de Biofísica da Academia Chinesa de Ciências publicou recentemente uma pesquisa na revista Science, revelando o mecanismo molecular da retrotransposição do elemento nuclear de longa dispersão LINE-1. Utilizando métodos de biologia estrutural, o estudo elucidou as principais etapas do processo de retrotransposição do LINE-1, fornecendo novos insights sobre a atividade de elementos móveis no genoma humano. Estrutura funcional do complexo de retrotransposição ORF2p do LINE-1

O LINE-1 é um retrotransposon autorreplicante no genoma humano. Sua transposição é mediada pela proteína ORF2p por meio de uma iniciação direcionada da transcrição reversa. Liderada pelos professores Xu Ruiming, Zhu Bing e Xue Yuanchao, a equipe de pesquisa purificou com sucesso o complexo ativo ORF2p-ácido nucleico e determinou sua estrutura tridimensional de alta resolução usando microscopia crioeletrônica.

A análise estrutural revelou que a ORF2p se liga ao DNA genômico por meio de interações eletrostáticas de superfície, e seu sítio ativo de transcriptase reversa realiza a síntese complementar de DNA por meio da regulação alostérica de múltiplos resíduos de aminoácidos. Os pesquisadores estabeleceram um sistema eficiente de clivagem de DNA in vitro para a ORF2p, confirmando que a proteína funciona como uma endonuclease dependente da estrutura. O estudo também constatou que a ORF2p exibe alta atividade catalítica contra estruturas de forquilha específicas formadas durante a replicação do DNA.

Comparações estruturais entre espécies revelaram que, embora a atividade de transcrição reversa seja altamente conservada ao longo da evolução, os mecanismos de reconhecimento e clivagem do DNA apresentam características diversas. Este estudo elucida a maneira única pela qual a ORF2p reconhece a estrutura do DNA por meio de forças eletrostáticas, revelando o mecanismo de acoplamento entre a retrotransposição do LINE-1 e o ciclo de replicação celular. Essas descobertas estabelecem a base teórica para o desenvolvimento de novos métodos para regular retrotransposons.