Imagens 2-D, deixou, e a estrutura 3D, direito, do canal de comunicação da junção de lacuna da lente do olho, resolvido para resolução quase atômica pelo Reichow Lab usando microscopia crioeletrônica Crédito:Reichow Lab | Portland State University
Pesquisadores da Portland State University fizeram uma descoberta significativa ao desenvolver a estrutura 3-D das proteínas de dentro da lente do olho que controlam como as células se comunicam entre si, que poderia abrir a porta para o tratamento de doenças como catarata, derrame e câncer.
A equipe de pesquisa PSU, liderado pelo professor de química Steve Reichow, usou um microscópio multimilionário e uma nova técnica desenvolvida por três biofísicos ganhadores do Prêmio Nobel chamada microscopia crioeletrônica (Cryo-EM) para visualizar os canais de proteínas da membrana - ou túneis de transporte nas paredes das células - em nível atômico. Isso permitiu que a equipe de Reichow, cuja pesquisa é apoiada pelo National Institutes of Health, para criar uma imagem 3-D do canal de membrana para entender melhor os processos envolvidos na comunicação célula a célula.
Pesquisadores do estado de Portland usaram Cryo-EM - uma técnica de microscópio que congela biomoléculas em movimento e faz imagens de ultra-alta resolução - e modelagem de computador para ver a estrutura 3-D de proteínas de junção de hiato que foram isoladas de lentes oculares. As junções gap são canais minúsculos que permitem que as células vizinhas se comuniquem umas com as outras e são encontradas em muitos lugares por todo o corpo.
Suas descobertas - publicadas em 12 de dezembro na revista científica Natureza - mostrou pela primeira vez como as junções comunicantes seletivamente passam ou bloqueiam informações químicas. Até agora, não se sabia como esses canais permitiriam que certas mensagens passassem entre as células enquanto bloqueavam especificamente outras.
Reichow disse que as imagens detalhadas podem abrir a porta para o entendimento, e potencialmente tratando, diferentes tipos de doenças que estão associadas à perda de função na comunicação celular envolvendo junções comunicantes, como cataratas, Arritmia cardíaca, derrame e certos tipos de câncer.
"Atualmente, não há nenhuma droga no mercado que possa bloquear ou ativar especificamente as proteínas de junção comunicante, "Reichow disse." Mas nossa descoberta pode um dia pavimentar o caminho para o desenvolvimento de produtos farmacêuticos que podem controlar doenças cardíacas ou outras doenças que estão associadas a disfunções ou erros de regulamentação desses canais de proteína. "
Membros do Reichow Lab da Portland State University e co-autores do estudo, estudante de graduação Bassam Haddad (centro, segurando uma lente de olho), estudante de graduação Janette Myers, professor assistente de química Steve Reichow, e assistente de pesquisa sênior Susan O'Neill Crédito:Peter Simon | Portland State University
Agora que o Reichow Lab estabeleceu um método para caracterizar as proteínas, eles estão tentando entender as nuances de como o corpo usa as junções comunicantes de maneira diferente nos tecidos e órgãos.
