p Movimento corporal, desde os músculos de seus braços até os neurônios que transportam esses sinais para o seu cérebro, depende de uma enorme coleção de proteínas chamadas motores moleculares. p Fundamentalmente, motores moleculares são proteínas que convertem energia química em movimento mecânico, e têm funções diferentes dependendo de sua tarefa. Contudo, porque eles são tão pequenos, os mecanismos exatos pelos quais essas moléculas se coordenam entre si são mal compreendidos.

p Publicando em Avanços da Ciência , A Escola de Engenharia da Universidade de Kyoto descobriu que dois tipos de motores moleculares de cinesina têm diferentes propriedades de coordenação. Colaborando com o Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação, ou NICT, as descobertas foram possíveis graças a uma nova ferramenta desenvolvida pela equipe que estaciona motores individuais em plataformas milhares de vezes menores do que uma única célula.

p “A cinesina é uma proteína motora que está envolvida em ações como a divisão celular, contrações musculares, e movimento dos flagelos. Eles se movem ao longo desses longos filamentos de proteínas chamados microtúbulos, "explica o primeiro autor Taikopaul Kaneko." No corpo, as cinesinas trabalham em equipe para transportar grandes moléculas dentro de uma célula, ou permitir que a própria célula se mova. "

p Para observar a coordenação de perto, a equipe construiu um dispositivo que consiste em uma série de nano-pilares de ouro de 50 nanômetros de diâmetro e espaçados de 200 a 1000 nanômetros. Para referência, uma célula da pele tem cerca de 30 micrômetros, ou 30, 000 nanômetros, em diâmetro.

p "Em seguida, combinamos esta matriz com monocamadas automontadas, ou SAM, que imobilizou uma única molécula de cinesina em cada nano-pilar, "continua Kaneko." Este método de 'nano-padronização' das proteínas motoras nos dá o controle do número e espaçamento das cinesinas, permitindo-nos calcular com precisão como eles transportam os microtúbulos. "

p A equipe avaliou duas cinesinas:cinesina-1 e cinesina-14, que estão envolvidos no transporte intercelular e divisão celular, respectivamente. Seus resultados mostraram que, no caso da cinesina-1, nem o número nem o espaçamento das moléculas mudam a velocidade de transporte dos microtúbulos.

p Em contraste, a cinesina-14 diminuiu a velocidade de transporte à medida que o número de motores em um filamento aumentava, mas aumentou à medida que o espaçamento dos motores aumentou. Os resultados indicam que, embora as moléculas de cinesina-1 funcionem de forma independente, kinesin-14 interage entre si para ajustar a velocidade de transporte.

p Ryuji Yokokawa, que liderava a equipe, ficou surpreso com os resultados, "Antes de começarmos este estudo, pensamos que mais motores levariam a um transporte mais rápido e mais força. Mas como a maioria das coisas em biologia, raramente é tão simples. "

p A equipe usará seu novo método de nano-padronização para estudar a mecânica de outras cinesinas e diferentes motores moleculares.

p "Os humanos têm mais de 40 cinesinas junto com dois outros tipos de motores moleculares chamados miosina e dineína. Podemos até modificar nossa matriz para estudar como esses motores atuam em um gradiente de densidade. Nossos resultados e esta nova ferramenta certamente expandirão nossa compreensão do vários processos celulares básicos fundamentais para toda a vida, "conclui Yokokawa.