Utilizando una nueva cámara ultrarrápida combinada con un microscopio electrónico, los científicos del Centro Médico de la Universidad de Columbia han capturado imágenes de una de las proteínas más pequeñas en nuestras células para "verlas" con un microscopio.
La proteína, llamada STRA6, se encuentra en la membrana de nuestras células y es responsable de transportar la vitamina A al interior de la célula. La vitamina A es esencial para todos los mamíferos y es particularmente importante para producir los receptores de luz en nuestros ojos, yen la placenta y el feto donde es crítico para el desarrollo normal.
Las imágenes de la proteína, que revelaron varias características inusuales, se publicaron en la edición del 26 de agosto de la revista ciencia , por el biólogo estructural Filippo Mancia, PhD, profesor asistente de fisiología y biofísica celular, que dirige un equipo de otros científicos, incluidos Wayne Hendrickson, Larry Shapiro, Joachim Frank y Bill Blaner en el Centro Médico de la Universidad de Columbia, Loredana Quadro en la Universidad de Rutgers,Chiara Manzini en la Universidad George Washington y David Weber en la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland.
Hasta el nuevo estudio, la forma en que STRA6 transporta la vitamina A a la célula había sido un misterio. La mayoría de los transportadores interactúan directamente con las sustancias que transportan. Pero STRA6 solo interactúa con la vitamina A a través de una proteína intermedia que transporta la vitamina A grasosa en eltorrente sanguíneo: revelar la estructura de STRA6 puede no solo brindar a los investigadores información sobre el transporte de vitamina A, sino también pistas sobre cómo pueden funcionar otros transportadores relacionados.
Un nuevo tipo de tecnología de cámara fue un elemento clave para obtener las imágenes de STRA6. Cuando se combina con un microscopio electrónico, la cámara permite a los biólogos ver pequeños detalles estructurales nunca antes vistos de la maquinaria interna de nuestras células.
"Ahora podemos acercarnos a la resolución atómica porque la nueva cámara es mucho más rápida y nos permite tomar una película de las moléculas", dice Oliver Clarke, PhD, científico investigador asociado en el laboratorio de Hendrickson en el Centro Médico de la Universidad de Columbia ".Incluso bajo el microscopio electrónico, las moléculas se mueven en una pequeña cantidad, pero cuando tomas una foto de algo en movimiento, se ve borroso. Con tal película, podemos alinear los fotogramas de la película para generar una imagen más nítida."
La obtención de imágenes de la molécula también dependía de minuciosos procedimientos bioquímicos, desarrollados por Yunting Chen, PhD, y científico investigador asociado en el laboratorio de Mancia, para generar grandes cantidades de la proteína y separarlas de los otros componentes de la célula ". Es una proteína muy delicada"., y tuvimos que imitar su entorno para evitar que se fuera de forma ", dice. Esos esfuerzos tomaron alrededor de dos años para perfeccionarse.
Los investigadores utilizaron aproximadamente 70,000 imágenes individuales de STRA6 para generar un mapa tridimensional de la proteína, que se utilizó para construir un modelo atómico exacto hasta el más mínimo detalle.
Las imágenes y el modelo revelan que STRA6 es "un poco extraño", dice el Dr. Clarke. Aún más sorprendente fue el hecho de que STRA6 no funciona solo, sino que está estrechamente asociado con otra proteína, calmodulina, que juega un papel clavepapel en la señalización de calcio.
Aunque la vitamina A se mueve a través de STRA6 para ingresar a la célula, no hay ningún canal en STRA6 como la mayoría de los transportadores. En cambio, la vitamina A ingresa a la parte superior de STRA6, pero luego parece preparada para salir por una ventana lateral que se abre directamente en la membrana celular, no el interior de la celda.
Aunque esto debe verificarse, el mecanismo puede ser una forma de proteger las células de demasiada vitamina A. "La vitamina A es en realidad algo tóxica", dice el Dr. Mancia. "Atrapar la vitamina A dentro de la membrana puede mantener el control de lacantidad dentro de la celda "
El nuevo modelo de STRA6 promueve la comprensión de una función celular crítica y puede ayudar a los investigadores a comprender cómo funcionan otros componentes celulares aún misteriosos.
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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