Cada célula do corpo é composta de uma série de minúsculas subunidades membranosas seladas chamadas organelas, e eles enviam coisas como lipídios para frente e para trás para permitir que a célula funcione. Um processo chamado tethering de membrana é responsável por preencher a lacuna entre as organelas em uma zona subcelular especializada chamada de locais de contato de membrana e, agora, os pesquisadores têm uma maneira de manipular esse tethering.

"Pela primeira vez, somos capazes de construir pontes de diferentes comprimentos em células vivas para conectar compartimentos subcelulares com grande controle temporal e espacial, "disse Yubin Zhou, PhD, professor associado do Instituto Texas A&M de Biociências e Tecnologia e investigador principal neste trabalho, que foi a reportagem de capa esta semana no jornal Ciência Química .

Método de Zhou, uma variante da qual ele usou em pesquisas anteriores para controlar as células do sistema imunológico, é chamado de optogenética, e envolve o uso de luz para controlar a função das proteínas. Nesse caso, as proteínas são os blocos de construção da ponte entre as organelas, e o comprimento dessa ponte - mesmo que a diferença seja apenas em nanômetros - pode influenciar a função da célula porque é sobre a ponte que as organelas trocam blocos de construção essenciais, como lipídios, e enviam mensageiros como íons de cálcio.

Quando este processo é interrompido, pode haver consequências devastadoras, como morte celular e disfunção metabólica. "As ferramentas optogenéticas desenvolvidas no estudo podem ser uma grande promessa para resgatar essas condições prejudiciais com um simples pulso de luz, "Disse Zhou." O impacto potencial provavelmente será amplo e profundo, na medida em que permite o uso de luz não invasiva, pela primeira vez, para estudar e manipular essas estruturas subcelulares que são consideradas uma das mais desafiadoras e elusivas em células de mamíferos. "

Embora este trabalho inicial tenha enfocado a conexão entre a membrana plasmática da célula e uma organela chamada retículo endoplasmático, o trabalho futuro será ampliado para outros locais de conexão, como entre o retículo endoplasmático e as mitocôndrias.

"Essas ferramentas fornecerão potenciais inexplorados para que os cientistas reconectem convenientemente a sinalização celular, controlar associações de proteína-lipídeo, perturbar a comunicação intracelular entre organelas e ajustar o movimento e o comportamento das proteínas incorporadas nas membranas biológicas, "Zhou disse." Isso abre novas áreas de pesquisa incontáveis, e acreditamos que este trabalho pode ter amplas implicações para várias disciplinas. "