A Canadian Light Source está comemorando dois marcos alcançados por cientistas que realizaram pesquisas nas instalações nacionais da Universidade de Saskatchewan.

Os cientistas resolveram 1, 000 estruturas de proteínas usando dados coletados nas linhas de luz CMCF do CLS. Eles foram adicionados ao Protein Data Bank - uma coleção de estruturas resolvidas por pesquisadores em todo o mundo. Os pesquisadores também publicaram 500 artigos científicos com base em seu trabalho usando as linhas de luz de cristalografia.

As proteínas são os blocos de construção da vida e são descritas como os burros de carga do corpo. O corpo é feito de trilhões de células. As células produzem proteínas, que fazem o trabalho de quebrar os alimentos, enviar mensagens para outras células, e combater bactérias, vírus e parasitas. As descobertas no CLS vão desde como o parasita da malária invade as células vermelhas do sangue até por que as superbactérias são resistentes a certos antibióticos e como as mutações da proteína parkin resultam em alguns tipos de doença de Parkinson. Entender como essas e outras proteínas funcionam pode potencialmente salvar milhões de vidas.

"Cada uma dessas estruturas de proteínas que foram resolvidas no CLS representa uma contribuição significativa para o corpo global de conhecimento nas áreas de biologia e bioquímica, avançando na pesquisa em saúde, "diz o CEO Rob Lamb.

"Estamos orgulhosos desses marcos, e o trabalho árduo e a dedicação necessários para alcançá-los. Cientistas vêm de todo o Canadá e de todo o mundo para usar nossas instalações de última geração, com o apoio de uma equipe fantástica de cientistas. "

Usando uma poderosa luz de raios-X síncrotron, cientistas exploram humanos, animal, plantar, bacteriana, proteínas virais e parasitárias, bem como ácidos nucléicos. Depois de expor um cristal de proteína à luz síncrotron, os cientistas são capazes de usar as informações para produzir um modelo 3-D que mostra as posições dos átomos. Essas informações estruturais fornecem detalhes sobre como as proteínas funcionam e interagem. Os cientistas então usam essas informações para entender melhor a biologia, processos ambientais, bem como saúde e doenças humanas. Muitas vezes, eles usam as informações para desenvolver novos produtos farmacêuticos.

"Essas linhas de luz são um grande impulso para a comunidade biológica estrutural canadense, "diz Miroslaw Cygler, Professor de bioquímica da Universidade de Saskatchewan e Cátedra de Pesquisa em Medicina Molecular com Luz Síncrotron do Canadá. Ele também é o líder da equipe de consultoria da linha de luz CMCF.

"Todos os laboratórios de cristalografia de proteínas do Canadá, de costa a costa a costa, usam essa instalação para fazer experimentos. O Canadá é um país grande. Viajar é muito caro. Desde o início, uma das missões das instalações era fornecer serviço remoto. Isso é realmente crucial em termos de impacto e importância para os canadenses, "diz Cygler.

Jean-Philippe Julien não poderia estar mais de acordo. Julien é o Presidente de Pesquisa do Canadá em Imunologia Estrutural e um cientista em Medicina Molecular no Hospital for Sick Children Research Institute, bem como professor assistente nos departamentos de bioquímica e imunologia da Universidade de Toronto.

Nos últimos dois anos, ele resolveu 20 estruturas de proteínas usando coleta de dados remota. Ele envia amostras de cristal para Saskatoon, onde os cientistas do CLS ajudam a montar as amostras na linha de luz e, em seguida, a equipe de Julien opera o equipamento de seu laboratório em Toronto. Structure 6B0S (crystal structure of circumsporozoite protein aTSR domain in complex with 1710 antibody) is the one-thousandth protein structure solved at the CLS and is part of Julien's research into developing a vaccine that prevents the malaria parasite from causing infections.

The World Health Organization reports that nearly half of the world's population is at risk of contracting malaria, with hundreds of thousands of children dying every year.

In collaboration with scientists in Germany, Julien's team examined B cells – a type of white blood cell – from volunteers who received a candidate malaria vaccine and were then exposed to the malaria parasite to evaluate protection in a clinical trial. By solving the protein structure of an antibody developed by one of the European volunteers in this study, Julien has learned more about how the vaccine interacted with their immune system. This provides scientists with further clues as to how to alter the vaccine to improve immunity to malaria.

"In characterizing human antibody responses to malaria antigens, it is critical to have access to a world-class synchrotron beamline within Canada, " says Julien.

"Recent upgrades to CMCF have tremendously increased the sensitivity and throughput of data collection, enabling us to solve more antigen-antibody structures informing our quest towards the design of improved malaria vaccine candidates."

Julien's research describing this latest protein structure was published this week in The Journal of Experimental Medicine .

More than 70 academic, government and industrial research groups from across Canada and the United States conduct research using the CMCF beamlines.

The number of depositions has been increasing every year and with upcoming upgrades on the beamlines, the volume of work is expected to continue to accelerate.

The 500th paper was the result of research by Cygler's laboratory at the U of S. Using crystallography as well as other techniques, the researchers have a better understanding of how iron-sulfur clusters are synthesized in the body. These clusters are key components of many proteins critical to life and defects in the formation of the clusters can cause severe neurological and metabolic diseases, often with fatal outcomes. The findings were published in Nature Communications .