Durante os últimos 15 anos foram descobertas várias alterações ao código genético em seres procariótas e eucariótas. Esta descoberta demoliu o dogma central da Biologia Molecular que postulava a existência de um código genético universal e imutável mas não respondeu à questão fundamental de “como é que os organismos sobrevivem a alterações ao código genético?”. Esta questão gerou intenso debate no meio científico, o qual, levou ao desenvolvimento de uma teoria neutral para a evolução de códigos genéticos alternativos, que, em termos gerais, os considera aberrações da natureza. Estudos recentes, efectuados no nosso laboratório indicam, contudo, que alterações ao código genético podem, em determinadas condições fisiológicas, ser muito vantajosas pois permitem evolução acelerada de novos fenótipos, criando, assim, uma importante vantagem selectiva.
Os nossos estudos sobre uma alteração ao código genético em Candida albicans mostraram, pela primeira vez, que alterações ao código genético podem ser dirigidas por selecção natural através de um mecanismo que introduz ambiguidade na descodificação do mRNA. Tal mecanismo introduz caos genético que é tóxico para a célula, contudo esta toxicidade é minimizada através de alterações na estrutura de um ser-tRNACAG que descodifica o codão-CUG de leucina como serina.
Esta alteração estrutural confere uma dupla identidade (serina e leucina) e propriedades descodificadores não-padrão ao ser-tRNACAG. Os elementos estruturais responsáveis pela sua dupla identidade, ou seja, o mecanismo de reconhecimento do ser-tRNA pelas aminoacil-tRNA sintetases de leucina e serina de C.albicans não é conhecido. Este projecto tem como objectivo principal a elucidação deste mecanismo. Para tal, os genes que codificam aquelas enzimas serão clonados, sequenciados e sobre-expressos em S.cerevisiae para facilitar a purificação das respectivas sintetases. Os motivos estruturais que conferem dupla identidade ao tRNA serão identificados in vitro estudando o impacto de mutações específicas na cinética de aminoacilação e in vivo usando metodologias de evolução forçada. Espera-se, assim, que este estudo contribua significativamente para: i) a elucidação daquele mecanismo de interacção RNA-proteína, que é fundamental para a descodificação do código genético, ii) esclarecer o papel das alterações estruturais do tRNA e das aminoacil-tRNA sintetases na evolução de códigos genéticos alternativos e iii) proporcionar novas oportunidades aos jovens cientistas portugueses de desenvolverem as suas carreiras numa área excitante da biologia molecular.