La microscopía crioelectrónica cryo-EM, que permite la visualización de virus, proteínas y otras estructuras biológicas a nivel molecular es una herramienta crítica utilizada para avanzar en el conocimiento bioquímico. Ahora Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Berkeley Lab los investigadores han ampliado aún más el impacto de cryo-EM mediante el desarrollo de un nuevo algoritmo computacional que fue instrumental en la construcción de un modelo tridimensional a escala atómica del bacteriófago P22 por primera vez.
Se usaron más de 20,000 imágenes bidimensionales crio-EM del bacteriófago P22 también conocido como el virus P22 que infecta la bacteria común Salmonella del Baylor College of Medicine para hacer el modelo. Los resultados fueron publicados por investigadores del Baylor College ofMedicina, Instituto de Tecnología de Massachusetts, Universidad de Purdue y Berkeley Lab en el Actas de las Academias Nacionales de Ciencias a principios de marzo
"Este es un gran ejemplo de cómo explotar la tecnología de microscopía electrónica y combinarla con nuevos métodos computacionales para determinar la estructura de un bacteriófago", dijo Paul Adams, director de la división Molecular Biophysics & Integrated Bioimaging de Berkeley Lab y coautor del artículo"Desarrollamos los algoritmos, el código computacional, para optimizar el modelo atómico para que se ajuste mejor a los datos experimentales".
Pavel Afonine, científico de investigación computacional de Berkeley Lab y coautor del artículo, tomó la iniciativa en el desarrollo del algoritmo utilizando Phenix, un paquete de software utilizado tradicionalmente en la cristalografía de rayos X para determinar las estructuras macromoleculares.
La representación exitosa del modelo a escala atómica 3-D del bacteriófago P22 permite a los investigadores mirar dentro de las capas proteicas del virus en resolución. Es la culminación de varios años de trabajo que previamente les había permitido a los investigadores del Baylor College rastrear la mayoría de loscolumna vertebral de la proteína, pero no los detalles finos, según Corey Hryc, coautor y estudiante graduado del profesor de bioquímica de Baylor Wah Chiu
"Gracias a este exquisito detalle estructural, hemos determinado la química de las proteínas del virus P22", dijo Chiu. "Creo que es importante que proporcionemos anotaciones detalladas con la estructura para que otros investigadores puedan usarla en sus futuros experimentos,"agregó. El laboratorio de Chiu ha estado utilizando técnicas de reconstrucción por computadora y crio-EM para construir estructuras moleculares tridimensionales durante casi 30 años.
Y los hallazgos también podrían tener valiosas implicaciones biológicas.
Gracias al modelo tridimensional a escala atómica, ahora es "posible ver las interacciones entre las piezas que forman el virus P22, que son críticas para mantenerlo estable", dijo Adams. Esto ayuda a los investigadores a descubrir cómo hacersustancias químicas que pueden unirse a ciertas proteínas. Adams subraya que la capacidad de comprender la configuración de los átomos en el espacio molecular se puede utilizar para generar nuevas ideas sobre el diseño y desarrollo de fármacos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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