Tal como os gestores de docas de carga num armazém de expedição, os complexos de poros nucleares actuam como guardiões da sede da célula, controlando o tráfego para fora do núcleo.



Um pesquisador da Universidade Estadual da Carolina do Norte fez parte de um novo estudo, publicado naNano Letters , que revelou um método para entender melhor o que está acontecendo nas imagens desses minúsculos poros - uma descoberta que eles esperam que os cientistas possam aproveitar para estudar os complexos de poros nucleares e compreender seu papel no desenvolvimento celular e nas doenças.

Especificamente, os pesquisadores criaram um método para usar o aprendizado de máquina para ajudar a diferenciar complexos de poros nucleares em imagens de células. The Abstract conversou com Yang Zhang, professor assistente de química, engenharia e ciência têxtil na NC State, sobre o estudo.

O Resumo:O que são complexos de poros nucleares?

Yang Zhang:São canais de tamanho nanométrico, equipados com proteínas, na membrana do núcleo. Eles são usados ​​para transportar biomoléculas, como DNA, proteínas ou outras moléculas, do núcleo para o citoplasma da célula. Eles são guardiões de muitas atividades celulares, como a transcrição, que é um dos primeiros passos para transformar o DNA em proteínas.

TA:Por que você está interessado em canais de tamanho nanométrico na membrana nuclear?

Zhang:O tráfego através desses poros nucleares poderia controlar os caminhos das doenças. Se conseguirmos programar atividades de tráfico entre o núcleo e o citoplasma, poderemos reconectá-los para tratar doenças, como o câncer. Estamos estudando processos biológicos fundamentais usando imagens de super resolução.

TA:Como você consegue tirar fotos desses minúsculos complexos de poros nucleares?

Zhang:Como esses poros são tão pequenos, eles devem ser fotografados usando uma microscopia de fluorescência de super-resolução – uma técnica ganhadora do prêmio Nobel. Mais importante ainda, para estudar esses complexos de poros nucleares, você não pode simplesmente tirar uma foto de alta resolução e pronto. Desenvolvemos uma abordagem que nos permitiu entender o que está acontecendo com os complexos de poros nucleares que vemos nas imagens.

Para fazer isso, primeiro rotulamos os complexos usando corantes fluorescentes para serem detectáveis ​​no microscópio de fluorescência de super-resolução e, em seguida, desenvolvemos uma simulação computacional do complexo que comparamos com a imagem real.

Comparamos a imagem simulada com a imagem real para saber quão bem conseguimos capturar as informações e, usando segmentação de imagens baseada em aprendizado de máquina, conseguimos entender melhor as composições dos complexos. Agora, podemos aproveitar isso para compreender melhor outras imagens de complexos de poros nucleares sob diferentes condições.

Zhang foi correspondente do estudo em Nano Letters .

Mais informações: Wei-Hong Yeo et al, Investigando incertezas na microscopia de localização de molécula única usando simulação de Monte Carlo experimentalmente informada, Nano Letras (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c00852
Informações do diário: Nanoletras

Fornecido pela Universidade Estadual da Carolina do Norte