doi.org/10.1126/sciadv.adk0217
Credibilidade: 999
#Proteína
Nossos corpos estão cheios de atividade e cheios de proteínas presas em membranas gordurosas ou flutuando dentro e fora de células aquosas. Os cientistas capturaram agora, pela primeira vez, a dança entre os dois: um tango líquido com proteínas e gorduras tal como normalmente se movem nas células.
“Estamos indo além de tirar instantâneos únicos, que fornecem estrutura, mas não dinâmica, para registrar continuamente as moléculas na água, seu estado nativo”, diz Qian Chen, cientista de materiais e engenheiro da Universidade de Illinois Urbana-Champaign (UIUC), que liderou a equipe e descreve seu trabalho como ‘fazer filmes’.
“Podemos realmente ver como as proteínas mudam sua configuração e, neste caso, como toda a estrutura automontada proteína-lipídio flutua ao longo do tempo”.
Ao ajustar uma técnica de imagem amplamente utilizada chamada microscopia eletrônica de transmissão, a equipe de Chen capturou a coreografia animada de ‘nanodiscos’ de proteínas de membrana em líquido.
Esses nanodiscos consistem em proteínas incorporadas em uma bicamada lipídica que se assemelha às membranas celulares nas quais normalmente são encontrados.
A equipe apelidou seu método de “videografia eletrônica? e validou os dados de vídeo comparando-os com modelos computacionais de nível atômico de como as moléculas deveriam se mover com base nas leis da física.
Pensava-se que o movimento das proteínas ligadas à membrana era bastante limitado, dada a forma como os lípidos as mantêm no lugar.
No entanto, os pesquisadores observaram interações entre proteínas e lipídios acontecendo em distâncias muito maiores do que se pensava ser possível.
As proteínas da membrana são os guardiões, sensores e receptores de sinais da célula, portanto a técnica pode levar a enormes avanços na nossa compreensão de como elas funcionam.
Com as técnicas existentes, as proteínas são geralmente congeladas ou cristalizadas para que não se movam e desfoquem a imagem, ou sejam danificadas pelos raios X ou feixes de elétrons usados para gerá-las.
Isto dá uma imagem sem vida de uma proteína estática que normalmente se dobra e se dobra, deixando os cientistas inferirem como ela interage com outras moléculas com base na sua estrutura.
Alternativamente, algumas técnicas de imagem usam uma etiqueta molecular fluorescente para rastrear as moléculas à medida que se movem, em vez de observar diretamente a proteína.
Nesse caso, os pesquisadores prenderam uma gota de água dentro de duas finas folhas de grafeno para protegê-la do vácuo do microscópio eletrônico.
Suspensos na gota de água estavam nanodiscos de proteínas e lipídios não rotulados, que a equipe viu “dançando? juntos como em seu ambiente aquoso natural.
Os cientistas de materiais vêm tentando há pelo menos uma década filmar a atividade de moléculas biológicas em líquidos, mas não conseguiram observar claramente a dinâmica contínua das proteínas.
Com alguns ajustes cuidadosos na abordagem, Chen e colegas criaram imagens de seus conjuntos proteína-lipídio em tempo real e por minutos, não microssegundos.
É importante ressaltar que eles diminuíram a taxa de elétrons que penetram na amostra e trabalharam na estrutura de grafeno, para filmar com sucesso o complexo proteína-lipídio em ação.
“Atualmente, esta é realmente a única maneira experimental de filmar esse tipo de movimento ao longo do tempo”, diz o estudante de graduação em engenharia de materiais da UIUC, John Smith, primeiro autor do artigo.
“A vida é líquida e está em movimento.
Estamos tentando chegar aos mínimos detalhes dessa conexão de forma experimental.” Quanto a outros esforços, técnicas de imagem melhoradas estão a revelar detalhes incríveis sobre todos os tipos de acontecimentos microscópicos – desde a observação de como o revestimento exterior de um vírus toma forma até à captura do instante em que as proteínas se colapsam em aglomerados em doenças como a doença de Alzheimer.
Adicione inteligência artificial à mistura, para prever a forma 3D de quase todas as proteínas conhecidas pela ciência, e certamente parece que uma nova era de pesquisa biológica foi desbloqueada.
Publicado em 28/04/2024 03h25
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