Engenheiros do MIT mostram como pequenas proteínas celulares geram força para andar

Uma equipe de engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriu como pequenas proteínas dentro das células geram a força necessária para andar. A descoberta pode levar a novas formas de tratar doenças que afetam o movimento celular, como câncer e distúrbios imunológicos.

As proteínas, chamadas miosinas, são proteínas motoras que convertem energia química em energia mecânica. Eles fazem isso ligando-se aos filamentos de actina, que são fibras longas e finas que formam o citoesqueleto das células. Quando as miosinas se ligam à actina, elas sofrem uma mudança conformacional que faz com que puxem o filamento de actina em sua direção. Isso gera a força que permite que as células se movam.

A equipe do MIT, liderada pelo professor de Engenharia Mecânica James Spudich, usou uma combinação de técnicas experimentais e computacionais para estudar como as miosinas geram força. Eles descobriram que a força é gerada por uma pequena região carregada positivamente da cabeça da miosina. Esta região interage com resíduos carregados negativamente no filamento de actina, criando uma atração eletrostática que puxa o filamento de actina em direção à miosina.

A equipe também descobriu que a força gerada pelas miosinas é regulada por uma pequena proteína chamada calmodulina. A calmodulina liga-se à miosina e altera sua conformação, o que afeta a força da interação eletrostática entre a miosina e a actina. Isso permite que as células controlem a força gerada pelas miosinas e ajustem seu movimento.

As descobertas da equipe do MIT podem levar a novas formas de tratar doenças que afetam o movimento celular. Por exemplo, medicamentos que visam a interação eletrostática entre a miosina e a actina poderiam ser usados ​​para inibir o movimento celular em células cancerígenas ou células imunológicas que atacam tecidos saudáveis. Por outro lado, drogas que melhoram a interação eletrostática entre a miosina e a actina poderiam ser usadas para melhorar o movimento celular em doenças como a distrofia muscular.

“Nossas descobertas fornecem uma nova compreensão de como as miosinas geram força”, diz Spudich. “Este conhecimento pode levar a novos tratamentos para uma variedade de doenças que afetam o movimento celular”.

As descobertas da equipe foram publicadas na revista Nature Structural &Molecular Biology.