As proteínas agora foram projetadas em laboratório para se unirem da mesma forma que as moléculas de DNA se aglomeram para formar uma dupla hélice. A tecnica, cujo desenvolvimento foi liderado por cientistas da University of Washington School of Medicine, poderia permitir o projeto de nanomáquinas de proteína que podem potencialmente ajudar a diagnosticar e tratar doenças, permitem a engenharia mais exata de células e realizam uma ampla variedade de outras tarefas.

"Para que qualquer máquina funcione, suas partes devem se unir com precisão, "disse Zibo Chen, o autor principal do artigo e um estudante de graduação em bioquímica da UW. "Essa técnica possibilita que você projete proteínas para que elas se juntem exatamente como você deseja."

A pesquisa foi realizada no UW Medicine's Institute of Protein Design, dirigido por David Baker, professor de bioquímica da Escola de Medicina da Universidade de Washington e investigador do Howard Hughes Medical Institute. Os pesquisadores relatam suas descobertas na edição de 19 de dezembro da revista. Natureza .

No passado, pesquisadores interessados ​​em projetar nanomáquinas biomoleculares frequentemente usam o DNA como um componente principal. Isso ocorre porque as fitas de DNA se unem e formam ligações de hidrogênio para criar a dupla hélice do DNA, mas apenas se suas sequências forem complementares.

A equipe desenvolveu novos algoritmos de design de proteínas que produzem proteínas complementares que emparelham precisamente entre si usando a mesma linguagem química do DNA.

"Esta é uma descoberta inédita, "Disse Chen." O que estamos fazendo é projetar computacionalmente essas redes de ligações de hidrogênio para que cada par de proteínas tenha uma sequência complementar única. Há apenas uma maneira de eles se unirem e eles não reagirem de forma cruzada com proteínas de outros pares. "

"Células de engenharia para fazer novas tarefas é o futuro da medicina e da biotecnologia, seja a engenharia de bactérias para produzir energia ou limpar resíduos tóxicos ou a criação de células imunológicas que atacam o câncer, "disse Scott Boyken, outro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado no Institute for Protein Design. "Esta técnica fornece aos cientistas uma visão precisa, maneira programável de controlar como as máquinas de proteína interagem, um passo fundamental para a realização dessas novas tarefas. Abrimos uma porta importante para o design de nanomateriais de proteínas. "

Em seu estudo, os pesquisadores usaram um programa de computador desenvolvido no laboratório Baker chamado Rosetta. O programa tira vantagem do fato de que a forma que uma cadeia de aminoácidos assumirá é impulsionada pelas forças de atração e repulsão entre os aminoácidos da cadeia e o fluido no qual a cadeia está imersa. Calculando a forma que melhor equilibra essas forças para que a corrente atinja seu nível de energia geral mais baixo, o programa pode prever a forma que uma determinada cadeia de aminoácidos provavelmente assumirá.