Em um laboratório da Michigan State University, os cientistas adotaram uma abordagem DIY para construir um microscópio crioeletrônico adaptado que lhes permitiu mapear um vírus Samba gigante - um dos maiores vírus do mundo.

"Se o vírus do resfriado comum for dimensionado para o tamanho de uma escada, então o vírus gigante do Samba é maior do que o Monumento a Washington, "disse Kristin Parent, professor assistente de bioquímica e biologia molecular e co-autor do artigo apresentado na capa da revista Viruses. "O Cryo-EM nos permitiu mapear a estrutura desse vírus e observar as proteínas que ele usa para entrar, ou ataque, células. "

Parece contra-intuitivo que organismos maiores sejam mais difíceis de ver, mas são quando se usa a microscopia crioeletrônica. Isso porque esses microscópios geralmente são usados ​​para observar espécimes finos e não podem decifrar organismos maiores para revelar seus mecanismos biológicos. Para amostras espessas, os cientistas veem apenas manchas cinza-escuras ou pretas, em vez de ver a estrutura molecular.

O Cryo-EM permitiu que a equipe de Parent imaginasse o vírus Samba gigante e entendesse as estruturas que permitem que ele entre em uma ameba. Uma vez dentro, O Samba abre uma das camadas do capsídeo e libera o nucleocapsídeo - que carrega a carga genética que desencadeia uma infecção. Embora o Samba não seja conhecido por causar doenças em humanos, seu primo, o mimivírus, pode ser o culpado por causar algumas doenças respiratórias em humanos.

"Se você coletar um punhado de água do Lago Michigan, você está literalmente segurando mais vírus do que pessoas no planeta, "disse o pai, que publicou o artigo com Jason Schrad e Eric Young, Estudantes de pós-graduação em bioquímica e biologia molecular da MSU. "Embora os cientistas não possam estudar todos os vírus da Terra, as percepções que obtemos de vírus como o gigante Samba podem nos ajudar a entender os mecanismos de outros vírus em sua família, como eles prosperam e como podemos atacá-los. "

À medida que as bactérias se tornam mais resistentes aos antibióticos, a busca por novas formas de combater doenças continuará a crescer em importância. O laboratório dos pais também estuda como os vírus que infectam bactérias entram nas células usando este método, o que pode potencialmente levar a novos tratamentos antibacterianos. No entanto, o melhor microscópio crio-EM do mundo custa mais de US $ 5 milhões. Limitada por fundos, mas não dirigida, Parent conseguiu atualizar um microscópio existente na MSU para fazer cryo-EM - aquele que é o sonho de qualquer consertador.

Este microscópio eletrônico de transmissão tradicional foi adaptado com um criostage, que mantém os vírus congelados em nitrogênio líquido enquanto estão sendo estudados. A mãe e sua equipe adicionaram um detector Direct Electron DE-20, uma câmera poderosa - a poderosa peça de resistência do microscópio.

O pai não inventou o crio-EM, mas estabelecê-lo no campus serve como uma prova de conceito viável para a MSU, abrindo a porta para muitas parcerias interdisciplinares. Esta microscopia de ponta tem aplicações em muitos campos, desde aqueles que se dirigem a uma única proteína até outros que estudam células inteiras. Praticamente qualquer pessoa estudando máquinas moleculares complexas pode avançar seu trabalho com esta ferramenta, Pai adicionado.

Parent ganhou o prêmio AAAS Marion Milligan Mason para Mulheres nas Ciências Químicas. Este prêmio, seu artigo na revista Viruses e sendo a co-autora que realizou o trabalho crio-EM em um artigo recente da Nature Communications, estabelece as bases para um dia ter um microscópio crio-EM mais avançado alojado na MSU para ser capaz de realizar estudos estruturais de alta resolução.

"Fizemos bastante com nossos recursos limitados, mas estamos preparados para fazer mais, "Parent disse." Eu acho que MSU poderia servir como um centro crio-EM e aumentar a prevalência desta tecnologia no meio-oeste e além. "

Por exemplo, cientistas da Universidade Federal de Minas Gerais (Brasil) e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Brasil) também contribuíram para este estudo e se beneficiaram da tecnologia que a MSU tem a oferecer.