Imitando a natureza em nanoescala:transporte seletivo através de um nanoporo biomimético
p Pesquisadores da Delft University of Technology e da University of Basel estabeleceram um nanoporo biomimético que fornece uma plataforma única de teste e medição para a forma como as proteínas se movem para o núcleo de uma célula. No jornal
Nature Nanotechnology , eles relatam um nanoporo artificial que é funcionalizado com proteínas-chave que imita o poro nuclear natural. Ao testar o transporte de proteínas individuais através do poro biomimético, eles descobriram que a maioria das proteínas não consegue se mover, mas alguns específicos podem realmente passar. Essa é a marca registrada da seletividade intrigante que também é encontrada nos poros naturais. O poro biomimético é totalmente funcional e pode ser usado como uma plataforma de teste para estudos de distribuição de drogas no núcleo de uma célula. p
O complexo de poros nucleares
p "As células humanas têm um núcleo, e as proteínas e o RNA precisam entrar e sair. Isso é regulado por pequenos orifícios, chamados complexos de poros nucleares. Esses são poros biológicos essenciais que atuam como guardiões do núcleo da célula. Eles transportam proteínas e RNA para dentro e para fora do núcleo de uma maneira altamente seletiva, o que significa que alguns passam, mas outros estão impedidos de passar. Há muito debate sobre como essa seletividade intrigante é alcançada. Dado o fato de que é muito difícil realizar medições de alta resolução no ambiente complexo da célula viva, o mecanismo exato é difícil de resolver. "Professor Cees Dekker, diretor do Instituto Kavli de Nanociência em Delft e líder desta pesquisa, explica.
Na nova pesquisa do grupo de Dekker em colaboração com o grupo do dr. Roderick Lim, da Universidade de Basel, eles foram capazes de fazer um nanoporo biomimético - um poro sintético que imita o poro nuclear - que atua como um novo, plataforma poderosa para monitorar o transporte de proteínas individuais.
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Nanopore biomimético
p Dekker:"Uma abordagem promissora para estudar este transporte nuclear é a biomimética - o desenvolvimento de sistemas sintéticos que imitam estruturas e processos biológicos. Os avanços na nanotecnologia agora tornam possível estudar e moldar a matéria em escala nanométrica, abrindo o caminho para imitar estruturas biológicas no nível molecular para estudar e aproveitar sua engenhosidade. "O grupo do dr. Roderick Lim, da Universidade de Basel, purificou as proteínas de poros nucleares e o grupo Dekkers fez os nanoporos biomiméticos destes, anexando essas proteínas a pequenos orifícios em um suporte de estado sólido.
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Seletividade
p A nova pesquisa, realizada principalmente pelo autor principal Stefan Kowalczyk, um estudante de graduação no laboratório Dekkers, demonstra que é possível estabelecer um poro nuclear biomimético e monitorar o transporte de proteínas individuais através do poro. Mais importante, o poro biomimético exibe forte seletividade, assim como o complexo de poros nucleares naturais:as proteínas ImpB passam pelos poros, enquanto as proteínas BSA não (conforme ilustrado pela imagem em anexo). Um grau diferente de seletividade foi encontrado, dependendo de quais proteínas de poro nuclear exatas foram usadas para funcionalizar o poro. Os pesquisadores mostraram que o poro biomimético é totalmente funcional e pode ser usado como uma plataforma de teste para estudos de distribuição de drogas no núcleo de uma célula.