Cientistas da Michigan State University produziram resultados experimentais e de modelagem que lançam luz sobre como um determinado tipo de enzima funciona durante a formação de esporos, potencialmente avançando na saúde humana e na pesquisa de doenças.
O trabalho, publicado no Proceedings of the National Academy of Science , pode levar a novas estratégias para controlar a formação de esporos - células altamente resistentes que promovem a persistência de alguns patógenos humanos importantes. Isso poderia ter implicações de maior alcance, como essas enzimas são amplamente conservadas em quase todos os organismos vivos, incluindo humanos.
"A ideia é que se você entende o processo de esporulação, então você pode ser capaz de imaginar maneiras de inibi-lo ou aumentá-lo, porque na verdade existem alguns bons propósitos que os esporos servem, "disse Lee Kroos, professor do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular do MSU College of Natural Science e autor sênior do estudo. "Por exemplo, as pessoas estão criando esporos para exibir coisas em sua superfície a fim de fazer vacinas ou algo que possamos ingerir, como um probiótico. "
Um grupo de enzimas, conhecido como proteases intramembrana, ou IMMPs, regular diversos processos cortando proteínas dentro de uma membrana celular ou perto da superfície da membrana. A pesquisa conduzida por Kroos e a equipe de pesquisa ilumina como a enzima IMMP interage com a proteína que corta durante a esporulação - a formação de bactérias dormentes. A enzima e a proteína são comumente encontradas em bactérias formadoras de esporos. Compreender como as duas proteínas interagem é o primeiro passo para desenvolver estratégias para controlar a formação de esporos.
"Esses IMMPs são como tesouras em uma membrana porque cortam outras proteínas e as liberam da membrana, "disse Kroos, que também é um cientista MSU AgBioResearch. "As proteínas que eles cortam podem ser fatores de transcrição - proteínas que regulam outros genes - por exemplo, para sinalizar uma mudança na temperatura, e é uma forma de se comunicar através de uma membrana. "
Pós-doutorado Sabyasachi Halder e estudante de graduação Daniel Parrell no grupo Kroos, junto com o colega de Bioquímica e Biologia Molecular Michael Feig e Doug Whitten, diretor da instalação de proteômica para a instalação de suporte de tecnologia de pesquisa da MSU, focado em um modelo para patógenos importantes, como aquele que causa o antraz. Outros primos de B. subtilis, chamado Clostridia, causar doenças como tétano e botulismo.
"Os esporos são células em repouso; não precisam de comida e são muito resistentes à secura, calor e luz ultravioleta, "Kroos disse." É uma maneira das células sobreviverem quando as condições são ruins. Isso é muito importante, porque há uma série de patógenos que formam esporos e persistem no ambiente até que um hospedeiro adequado esteja presente. "
O modelo pode ajudar a desenvolver drogas que inibam ou aumentam esses tipos de enzimas. O trabalho tem implicações além da esporulação, porque as enzimas são encontradas em humanos e outros animais, bem como nas plantas.
"Nós estudamos as enzimas nas bactérias porque as bactérias são fáceis de estudar, mas imaginamos que algumas das coisas fundamentais que aprendemos serão encontradas nas enzimas relacionadas em outros organismos, "Kroos disse." Por exemplo, em humanos, há uma enzima relacionada que está envolvida na expressão de genes que controlam o metabolismo do colesterol e dos ácidos graxos e respondem a certos tipos de estresse que causam o desdobramento das proteínas ou inflamação. "
