Uma molécula fluorescente cuja luminosidade depende de quão rápido ela pode girar está ajudando os pesquisadores a medir o quão viscoso é o fluido dentro de diferentes partes de uma célula.

"Há muito interesse no campo biofísico no desenvolvimento de sondas químicas que podem ser usadas para caracterizar o ambiente dentro de uma célula ou qualquer tipo de compartimento biológico, "diz Peter Bond, do Instituto de Bioinformática da A * STAR.

Pesquisadores do Reino Unido e de Cingapura, incluindo cientistas do A * STAR, como a equipe de Bond que liderou o braço computacional do projeto, modelaram, desenvolveram e testaram uma molécula composta por duas partes; uma sonda genética projetada para se localizar em proteínas específicas, portanto, pode ser direcionado para qualquer lugar da célula em que a proteína seja encontrada; e um rotor molecular - uma molécula fluorescente cuja fluorescência dura mais, mais lento ele gira. Os pesquisadores do A * STAR simularam como essa molécula se comportaria em diferentes microambientes em escalas de milionésimos ou até bilionésimos de um metro.

Microviscosidade se refere a quão viscoso, ou grosso, o fluido é, em particular, partes de uma célula. Uma vez que o conteúdo da célula é móvel em um ambiente líquido, a microviscosidade pode ter um grande impacto sobre como as proteínas e as moléculas biológicas interagem e se comunicam entre si. "Essas proteínas são afetadas por interações entre si, e por diferenças locais nos osmólitos e outras moléculas pequenas, como nutrientes, "Bond diz.

Para medir a microviscosidade dentro de uma célula, os pesquisadores primeiro precisaram entender a dinâmica de como essa sonda pode se comportar em ambientes de diferentes viscosidades. Usando simulações de computador de líquidos, eles foram capazes de mostrar que, à medida que a viscosidade da solução aumentava, a taxa de rotação da sonda diminuiu e sua fluorescência mudou de forma mensurável.

Enquanto isso, seus colegas no Reino Unido conduziam experimentos em células e encontraram resultados muito semelhantes. Usando a sonda de microviscosidade recém-desenvolvida, os pesquisadores foram capazes de estudar como as mitocôndrias, as potências da célula, reagir às mudanças ambientais. Eles descobriram que o interior das mitocôndrias mantinha as condições de viscosidade estáveis, mesmo em face de grandes mudanças nas concentrações de eletrólitos externos e na viscosidade.

Acredita-se que a microviscosidade desempenhe um papel importante em doenças como a doença de Alzheimer, com evidências sugerindo que a microviscosidade dentro das células cerebrais pode mudar à medida que a doença progride.

“Se pudéssemos entender fatores como microviscosidade, bem como compreender os mecanismos biológicos básicos, podemos desenvolver novas abordagens para o tratamento de doenças, "Bond diz.