p Uma versão simplificada de uma célula artificial produz proteínas funcionais e até as classifica. p Por anos, cientistas de todo o mundo sonham em construir um funcional, célula artificial. Embora essa visão ainda seja um borrão distante no horizonte, muitos estão progredindo em várias frentes. O Prof. Roy Bar-Ziv e sua equipe de pesquisa no Departamento de Materiais e Interfaces do Instituto Weizmann recentemente deram um passo significativo nessa direção quando criaram um modelo bidimensional, sistema semelhante a uma célula em um chip de vidro. Este sistema, composto de algumas das moléculas biológicas básicas encontradas nas células - DNA, RNA, proteínas - desempenham uma das funções centrais de uma célula viva:a expressão gênica, o processo pelo qual as informações armazenadas nos genes são traduzidas em proteínas. Mais que isso, capacitou os cientistas, liderado pelo estudante de pesquisa Yael Heyman, para obter "instantâneos" desse processo em resolução em nanoescala.

p O sistema, consistindo em chips de vidro com apenas oito nanômetros de espessura, é baseado em um anterior projetado no laboratório de Bar-Ziv pela Dra. Shirley Daube e o ex-aluno Dr. Amnon Buxboim. Depois de ser revestido com uma substância sensível à luz, os chips são irradiados com feixes de luz ultravioleta focalizados, o que permite que as moléculas biológicas se liguem à substância nas áreas irradiadas. Desta maneira, os cientistas poderiam colocar com precisão moléculas de DNA que codificam uma proteína marcada com um marcador fluorescente verde em uma área do chip e anticorpos que "prendem" as proteínas coloridas em uma área adjacente. Quando eles observaram os chips em um microscópio de fluorescência, a área em que eles colocaram os anticorpos ficou verde brilhante. Isso significa que as instruções de DNA foram copiadas em moléculas de RNA, que por sua vez foram traduzidos em proteínas verdes fluorescentes. As proteínas verdes foram então capturadas pelos anticorpos.

p Próximo, os cientistas perguntaram se seu sistema semelhante a uma célula poderia reproduzir conjuntos estruturais complexos de proteínas que ocorrem naturalmente. Desta vez, eles anexaram um gene viral à superfície dos chips codificando uma proteína que pode se automontar em um nanotubo. Com a ajuda do Dr. Sharon Wolf da Unidade de Microscopia Eletrônica, eles observaram uma floresta de tubos minúsculos brotando da área de anticorpos sob um microscópio eletrônico.

p Os pesquisadores então procuraram uma maneira de produzir e capturar várias proteínas simultaneamente, confinando cada proteína na área de seu gene no chip. No topo do chip ao qual o DNA que codifica as proteínas verdes foi ligado, os cientistas adicionaram uma solução com um segundo gene que codifica uma proteína vermelha. As proteínas vermelhas e verdes resultantes competiram pela ligação nas armadilhas de anticorpos, produzindo uma separação espacial graduada em que os anticorpos mais próximos aos genes verdes tinham a maior concentração de proteína verde, com concentrações de vermelho aumentando mais longe.

p Os resultados desta pesquisa apareceram recentemente em Nature Nanotechnology .

p Bar-Ziv:"Nós mostramos que é possível construir uma" linha de produção "de proteína fora da célula e usá-la para observar um espectro de atividades protéicas." No futuro, tal sistema pode deixar de permitir a observação de proteínas para fornecer a base para técnicas de criação de complexos, estruturas de proteínas ativas sob demanda.