p Quando Han Bao começou a procurar uma nova espécie de cianobactéria para estudar, ela não tinha ideia de que o candidato perfeito estava lá em cima. p Han faz parte do projeto do laboratório de Kerfeld em torno da proteína carotenóide de laranja (OCP), uma proteína que responde à luz do ambiente para proteger seus hospedeiros, cianobactérias (anteriormente conhecidas como "algas verdes azuladas").

p O interesse no OCP é duplo:primeiro, ele desempenha um papel importante na fotossíntese de cianobactérias, e o laboratório Kerfeld quer entender como funciona.

p Eles então querem usar esse conhecimento para reprojetar essa proteína para aplicações em energia renovável e medicina.

p E depois que Han e seus colegas de laboratório conduziram uma análise bioinformática em genomas de cianobactérias (um genoma é uma cópia completa do projeto de DNA de um organismo), ela descobriu o laboratório de Montgomery, também no Laboratório de Pesquisa de Plantas MSU-DOE, é especialista em uma espécie que facilitaria seu estudo de uma nova família de proteínas OCP que ela identificou.

p Seu estudo, publicado no jornal Plantas Naturais (o artigo foi capa da revista), apresenta e descreve esta nova família, chamado OCP2.

p Um número crescente de genomas de cianobactérias

p "A maioria dos estudos anteriores sobre o OCP enfoca aquele encontrado em uma cianobactéria chamada Synechocystis, "Han diz." Este OCP, conhecido como OCP1, é muito bem estudado. "

p Mas nos últimos cinco anos, centenas de genomas de cianobactérias estão disponíveis para análise.

p Os dados mostram aos cientistas como os OCPs de hoje, e seus homólogos de domínio, evoluíram ao longo de bilhões de anos em diferentes cianobactérias, diversificando-se gradualmente e especializando-se em diferentes funções.

p Afinal, cianobactérias são organismos sofisticados, vivendo em ambientes dramaticamente diferentes ao redor do planeta, das regiões geladas do Ártico às fontes termais no Parque Nacional de Yellowstone.

p Os OCPs se adaptaram adequadamente para proteger as cianobactérias da exposição prejudicial à luz. E sua diversidade funcional é interessante para desenvolver energia renovável ou criar novas ferramentas de saúde, É por isso que o laboratório Kerfeld deseja entender como as várias famílias OCP funcionam.

p Apresentando OCP2

p “Fizemos uma análise de bioinformática para analisar todos os genomas de cianobactérias disponíveis no banco de dados, "Diz Han." Encontramos duas novas famílias OCP, além do OCP1 bem estudado. Concentramos nossa atenção no OCP2, encontrado na cianobactéria, Fremyella, que é estudado pelo laboratório Montgomery. "

p Interessantemente, A evolução do OCP fez com que OCP1 e OCP2 estivessem presentes em Fremyella, criando uma grande oportunidade para comparar as duas famílias em um organismo.

p "Descobrimos que OCP2 tem propriedades diferentes em comparação com OCP1. Por exemplo, O OCP2 reage muito mais rápido às mudanças nas condições de iluminação do ambiente. "

p Por outro lado, OCP2 precisa de uma intensidade de luz comparativamente maior antes de ser ativado para proteger a cianobactéria, enquanto OCP1 pode protegê-lo em intensidades de luz mais baixas.

p A estrutura do OCP2 também é mais simples do que a do OCP1. Han e o laboratório de Kerfeld acham que tais características sugerem que OCP2 é uma proteína mais primitiva.

p "Temos mais evidências evolutivas para apoiar essa afirmação. Sabemos que OCP1 evoluiu para interagir com outra proteína em Fremyella, chamado FRP (proteína de recuperação de fluorescência). O que os FRPs fazem é acelerar a recuperação do OCP1 no escuro. Mas, OCP2 não interage com o FRP. "

p Aqui está o que ela acha que aconteceu. OCP1 evoluiu para interagir com o FRP como uma forma de adicionar uma camada de regulação, em sua busca para proteger as cianobactérias.

p Embora essa interação adicional retarde OCP1, torna-o melhor - mais refinado - ou "mais inteligente" em seu trabalho.

p Uma boa analogia é a burocracia:a interação com o FRP é como uma camada extra de papelada, que retarda as atividades de uma empresa. Mas usualmente, as burocracias estabelecidas são mais estáveis.

p Mas OCP2 sendo primitivo não significa que seja menos útil, especialmente ao considerar aplicações de biologia sintética.

p "Famílias diferentes têm características interessantes e únicas. Outro estudo em nosso laboratório acabou de mostrar como OCP1 e OCP2 funcionam de forma diferente quando os separamos e olhamos para eles. Suas propriedades diferentes serão úteis para projetar aplicações variadas, dependente dos pontos fortes de cada família. "

p O laboratório Kerfeld está em busca de mais famílias OCP, além de OCP2, em sua busca contínua para construir uma base de conhecimento estrutural e funcional sobre esta proteína.