Novo sensor oferece uma visão sem precedentes das mudanças nos níveis de ATP dentro de uma célula
Desenho e caracterização de iATPSnFR2 in vitro e em fibroblastos. Crédito:Anais da Academia Nacional de Ciências (2024). DOI:10.1073/pnas.2314604121 Assim como a economia dos EUA funciona com base no dólar, a economia celular funciona com trifosfato de adenosina (ATP). A molécula transportadora de energia alimenta quase todos os processos dentro da célula, tornando o ATP crítico para a vida celular.
Agora, um novo sensor desenvolvido em Janelia está a dar aos investigadores a melhor visão dos níveis de ATP no interior das células vivas, permitindo aos cientistas estudar com maior detalhe do que nunca como as flutuações nesta moeda celular afectam a célula e contribuem para doenças.
Embora o ATP seja extremamente importante para as células, não existem boas maneiras de os cientistas rastrearem como ele muda nas células vivas. Os sensores ATP anteriores eram fracos, lentos ou difíceis de usar.
Em 2019, pesquisadores da Janelia e da UCLA desenvolveram um sensor de proteína fluorescente, iATPSnFR, que funciona de maneira semelhante aos populares sensores GCaMP usados para detectar cálcio. Uma molécula fluorescente está ligada a uma proteína que se liga ao ATP. Quando essa ligação ocorre, a proteína muda de forma, fazendo com que a molécula fluorescente acenda. Este sensor de primeira geração conseguia detectar alterações no ATP, mas funcionava apenas numa faixa estreita, por isso não era útil para rastrear alterações nas concentrações de ATP dentro das células.
Agora, cientistas e colaboradores da Janelia, liderados por Jonathan Marvin, cientista sênior da equipe de tradução de ferramentas da Janelia, desenvolveram o sensor de próxima geração, iATPSnFR2, que pode rastrear concentrações de ATP em uma faixa muito maior. Isto permite aos cientistas medir o ATP dentro das células vivas com muito mais detalhes do que nunca.
As descobertas foram publicadas na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
Tim Ryan, pesquisador da Weill Cornell Medicine e Janelia Scholar, que trabalhou com Marvin e a equipe para desenvolver e testar o novo sensor, usou o iATPSnFR2 para rastrear mudanças no ATP em sinapses individuais, as junções onde os neurônios se comunicam.
Ryan e sua equipe estão estudando como as mudanças na atividade do ATP nas sinapses poderiam desempenhar um papel no desenvolvimento da doença de Parkinson. O novo sensor permite-lhes observar diretamente estas mudanças e perceber como estas flutuações podem estar a contribuir para a doença.
Além desta pesquisa, a equipe espera que o novo sensor seja usado por outros cientistas para estudar uma ampla gama de questões de pesquisa envolvendo ATP que têm sido difíceis de responder com ferramentas anteriores.
