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    Máquina de triagem rápida pode ler e separar sequências de proteínas

    Representação artística do processo de classificação de moléculas na máquina Bio-Enigma. A espectroscopia ultrarrápida de sondagem a laser revela a estrutura molecular das proteínas. Crédito:Nasim Motalebi

    As propriedades estruturais das proteínas que podem eventualmente se tornar materiais importantes para a fabricação e medicina são reveladas por uma nova técnica óptica que funciona rapidamente para classificar as sequências de aminoácidos mesmo dentro de bactérias vivas, de acordo com uma equipe de engenheiros.

    "Resta uma necessidade urgente de técnicas rápidas e eficientes que podem rastrear as propriedades de um grande número de sequências de proteínas com volume mínimo de amostra ou em células vivas, "relatam os pesquisadores online no jornal Analista .

    Proteínas de ocorrência natural, como seda, colágeno, lã e outras fibras naturais são uma indústria de US $ 40 bilhões.

    "Existem 30 a 40 proteínas estruturais naturais que conhecemos, "disse Melik C. Demirel, Pierce Development Professor e professor de ciência da engenharia e mecânica, Estado de Penn. "A seda é muito forte, mas quando é colocado na água, perde a força. As proteínas dos dentes do anel de lula têm propriedades semelhantes, mas porque eles evoluíram em um ambiente úmido, não tem esse problema. "

    Encontrar variantes de proteínas de ocorrência natural com características específicas é apenas uma abordagem.

    "O problema é que, quando olhamos para as propriedades mecânicas, há uma área em que nenhum material natural tem essas propriedades, "disse Demirel." Ou a natureza não criou proteínas com essas características ou elas desapareceram. "As proteínas que interessam Demirel e sua equipe são naturais e sintéticas. Elas são semicristalinas e as propriedades que a equipe está procurando podem ser caracterizadas por sua cristalina estrutura, mas a estrutura cristalina muda à medida que um material se aquece. Os lasers de citometria de fluxo padrão produzem muito calor para esse uso.

    "O problema com a luz é que quando você a ilumina em um objeto, o objeto eventualmente aquece, "disse Demirel." Se estamos tentando medir a cristalinidade, temos que fazer isso rápido o suficiente para que não aqueça e altere a estrutura cristalina. "

    Os pesquisadores estão fazendo citometria de fluxo, mas estão usando lasers femto e pico-segundo para inspecionar as proteínas conforme elas passam em um único arquivo. As proteínas escolhidas podem então ser separadas do resto. Os lasers, pedalando tão rápido quanto eles, não aqueça as amostras rapidamente, para que os pesquisadores possam sondar as informações de que precisam antes que a amostra aqueça e a estrutura mude. Eles usam um processo chamado transmissão térmica no domínio do tempo, que permite a triagem de proteínas em milissegundos e não mata as células vivas.

    Além das proteínas naturais, os pesquisadores estão analisando proteínas sintéticas, especificamente adaptado de proteínas de dentes de anel de lula. As bactérias produzem esses filamentos de proteína, portanto, é necessário um método não letal de categorizá-los. Essa pesquisa de prova de conceito mostrou que esse método funciona.

    Demirel recebeu uma bolsa recente, "Triagem de alto rendimento de materiais biológicos evolutivos, "do Programa de Instrumentação de Pesquisa da Universidade de Defesa para criar uma máquina que possa fazer isso em quantidades maiores. Os fundos do DURIP só podem ser usados ​​para a aquisição de equipamentos importantes para aumentar as atuais ou para desenvolver novas capacidades de pesquisa em apoio às pesquisas relevantes do Departamento de Defesa. Proteínas do dente do anel de lula, porque funcionam na água, podem ser importantes para o meio marinho.


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