Edesde jovem, Katharina Höfer era fascinada pelas ciências, diz ela, lembrando com carinho como explorou as florestas do norte da Alemanha com seu avô enquanto ele lhe explicava o funcionamento da natureza. Na escola, “sempre amei ciências naturais – matemática, biologia, química e física eram tão fáceis de fazer”, diz ela. O cientista.
Depois de concluir seu bacharelado em ciências da vida na Universidade de Hannover, na Alemanha, em 2008, Höfer passou meio ano trabalhando no Centro Alemão de Primatas em Göttingen. Lá, ela usou o sequenciamento de última geração para determinar que as partículas do vírus da imunodeficiência símia (SIV) – que ela usou como proxy para o HIV – contêm microRNAs, RNAs não codificantes que ajudam a regular a expressão gênica. Durante esse tempo, ela diz: “Eu realmente me apaixonei pela molécula RNA”.
A biologia do ensino médio ensina que o RNA é composto de quatro nucleosídeos – adenosina, guanosina, citidina e uridina – mas esses nucleosídeos podem ser modificados de várias maneiras, tornando o RNA uma molécula muito mais complicada. Mais do que 160 modificações de RNA foram documentados, e Höfer observa que a lista só continua a crescer. Coletivamente chamados de epitranscriptoma, essas modificações desempenham um papel crucial no funcionamento interno de uma célula, diz ela. Eles podem alterar a estabilidade e a função do RNA, incluindo a facilidade com que a molécula é traduzida em proteínas e como é capaz de regular a expressão gênica. Em humanos, aberrações nas modificações de RNA têm sido ligado a várias doenças, incluindo certos tipos de câncer e distúrbios neurológicos.
Ansiosa para continuar sua pesquisa sobre RNA após seu período no centro de primatas, Höfer iniciou um mestrado em biotecnologia molecular em 2009, trabalhando no laboratório de Andres Jäschke na Universidade de Heidelberg, na Alemanha. Ela permaneceu no laboratório de Jäschke para seu doutorado e pós-doutorado também, estudando modificações de RNA em procariontes, sobre as quais se sabe muito menos do que o RNA em eucariotos. Como resultado, ela diz, este campo está maduro para novas descobertas.
Catherine Hofer
Virgínia Geisel
Durante seu doutorado, Höfer foi fundamental na descoberta de um novo tipo de modificação de RNA em bactérias: um “cap” de dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NAD) que se liga à extremidade 5′ do RNA e ajuda a protegê-lo da degradação (Natureza, 519:374-77, 2015). Ao ajudar o RNA a se manter, essa tampa protetora do NAD também desempenha um papel importante na regulação da expressão gênica, descobriu Höfer. Ela então assumiu um papel de liderança na caracterização do maquinaria molecular responsável por remover a tampa, elucidando a estrutura e função de uma enzima chamada NudC (Nat Chem Biol12:730–34, 2016).
Jäschke diz que, embora Höfer já fosse habilidosa quando ingressou no laboratório, esse foi um momento de grande crescimento para ela. “Durante seu doutorado, ela se desenvolveu tremendamente e teve um desempenho incrível”, diz ele. “Ela esteve envolvida em vários projetos de muito sucesso, [and] para alguns deles, ela foi a força motriz por trás do projeto.”
Em 2020, Höfer deixou Heidelberg para sua posição atual como líder do grupo do laboratório de epitranscriptômica bacteriana no Instituto Max Planck de Microbiologia Terrestre em Marburg. O grupo agora inclui vários alunos de doutorado, mestrado e bacharelado. Nadiia Pozhydaieva, estudante de doutorado no laboratório de Höfer, comenta quanta atenção e apoio Höfer dá a cada membro do laboratório. “Katharina tenta liderar seu grupo de uma maneira diferente. Somos como uma família”, conta O cientista. “Para ser completamente honesta, Katharina é a melhor mentora que já tive porque ela dedica tempo para cada um de nós.”
Höfer e sua equipe publicaram recentemente um pré-impressão mostrando que os vírus que matam bactérias, chamados bacteriófagos, têm enzimas especiais que podem usar a tampa NAD para colar proteínas bacterianas e fitas de RNA juntas. Embora o objetivo desse comportamento ainda não seja totalmente compreendido, Höfer levanta a hipótese de que a colagem de RNAs às proteínas pode interferir nas funções das proteínas, efetivamente desligando a atividade celular crucial na célula bacteriana. Isso, ela diz, pode ser um mecanismo importante e inexplorado pelo qual os bacteriófagos são capazes de matar bactérias.
Höfer diz que está explorando potenciais aplicações deste trabalho – talvez para guiar a descoberta de novos agentes que matam bactérias – enquanto também continua a aprofundar pesquisas fundamentais sobre modificações de RNA em bactérias, sobre as quais há muito mais a aprender. “Esta é uma história sem fim.”
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