Quantas doenças, incluindo doenças neurodegenerativas, como Alzheimer, têm sido associados ao funcionamento defeituoso de proteínas motoras em sistemas de transporte de células, compreender os meandros de como as proteínas motoras funcionam em seus ambientes nativos de células aglomeradas é essencial para entender o que dá errado quando funcionam incorretamente. Motores moleculares são proteínas especializadas que se ligam a uma variedade de organelas, referido como carga celular, e transportá-los ao longo de filamentos de microtúbulos (proteínas estruturais comumente chamadas de rodovia da célula). As proteínas motoras geralmente funcionam em grupos, amarrando-se a uma carga e avançando juntos ao longo do caminho do filamento na célula.

No estudo recente, o apinhamento macromolecular atua como um elemento físico regular do transporte intracelular, publicado no jornal Física da Natureza , o pesquisador principal e professor assistente de física na NYU Abu Dhabi George Shubeita e sua equipe apresentam as descobertas de que, em um ambiente celular nativo, que está lotado com uma alta concentração de macromoléculas, a aglomeração afeta significativamente a velocidade de grupos de proteínas motoras, mas não proteínas motoras singulares. Proteínas motoras foram isoladas de células e estudadas em um ambiente de laboratório, mas esta é a primeira vez que cargas transportadas por proteínas motoras foram estudadas em sua célula nativa e em um ambiente que imita o ambiente celular lotado.

Para simular a natureza superlotada das células, albumina de soro bovino (um soro concentrado com proteínas) foi aplicada em lâminas de vidro, além das proteínas motoras da cinesina e dos filamentos dos microtúbulos. Utilizando a luz laser de pinças ópticas para sondar o movimento de motores individuais e grupos de motores, descobriu-se que em ambientes mais lotados, motores eram mais propensos a cair do filamento quando opostos. Um grupo de motores seria, portanto, recuado cada vez que um único motor caísse da guia. Mesmo que grupos de motores sejam mostrados para desacelerar em ambientes de células nativas, eles são comumente usados ​​para transportar carga por longas distâncias e superar os obstáculos que enfrentam em uma célula lotada, compartilhando a carga, que motores singulares não podem fazer.

“Nosso trabalho destaca o equilíbrio que regula a função dos motores para alcançar um sistema de transporte robusto dentro da célula complexa, "disse Shubeita." Transportar cargas para onde são necessárias dentro da célula viva é importante para sua sobrevivência. Os motores moleculares atuam como nanomáquinas que realizam essa tarefa com extrema precisão, apesar das obras internas extremamente lotadas da célula. Ao modelar o ambiente da célula, desvendamos os detalhes sobre o comportamento dos motores no corpo humano, o que é essencial para entender o que dá errado quando os motores apresentam problemas para se comportar adequadamente na doença. "