Las proteínas son los caballos de batalla de nuestros cuerpos. Mantienen nuestros órganos en funcionamiento. Regulan nuestras células. Son el objetivo de los medicamentos que tratan una serie de enfermedades, incluidos los cánceres y las enfermedades neurológicas. Las proteínas necesitan moverse para funcionar, perolos científicos aún saben muy poco acerca de tales movimientos a velocidades más lentas que un nanosegundo.
La razón de esa brecha en el conocimiento puede parecer un problema extraño: las proteínas a veces se mueven demasiado lentamente para algunas tecnologías clave que los científicos usan para observarlas, tan lentamente que la tecnología no puede detectar sus movimientos. Estas proteínas aún se mueven muy rápido- nanosegundos a microsegundos. Pero antes de un nuevo estudio, los investigadores solo podían ver proteínas que se movían más rápido que un nanosegundo.
La investigación, publicada el mes pasado en la revista Avances científicos por un equipo de químicos biofísicos de la Universidad Estatal de Ohio, cambió eso. Los investigadores encontraron una manera de medir la forma en que las proteínas se mueven a velocidades más lentas: cientos de nanosegundos a microsegundos. El descubrimiento, un avance fundamental, podría abrir un nuevolínea de investigación para científicos que intentan comprender cómo se comportan las proteínas en el cuerpo.
"Sabemos muy poco acerca de lo que hacen las proteínas en escalas de tiempo en microsegundos. Los experimentos tradicionales proporcionan muy poca información, porque la forma en que probamos las proteínas ahora pierde sensibilidad a esas velocidades; hay una ventana, dependiendo de qué tan rápido sea una proteínaen movimiento, en el que no podemos ver qué está haciendo la proteína y cómo se está comportando ", dijo Rafael Brüschweiler, investigador de Ohio y profesor de química y bioquímica en el estado de Ohio." Nuestro objetivo aquí era abrir esta ventana.con una herramienta para medir cómo funcionan las proteínas en estas escalas de tiempo que no hemos podido ver antes "
Brüschweiler ha estado trabajando en formas de estudiar mejor las proteínas durante décadas, comenzando cuando era un estudiante graduado en Suiza. Él y su grupo de investigación en Ohio State se centran en la resonancia magnética nuclear RMN, una herramienta que ayuda a los científicos a comprender cómo las proteínascomportarse en el cuerpo, pero la herramienta, ampliamente aceptada en la comunidad científica como la herramienta definitiva para estudiar proteínas, era, hasta este descubrimiento, incapaz de medir el comportamiento fundamental de las proteínas a velocidades más lentas que un nanosegundo.
"En esta escala de tiempo más lenta, la información sobre esas proteínas simplemente se elimina, está allí, pero nuestras herramientas no pudieron verla", dijo Brüschweiler. "Pensamos que había un movimiento más lento presente, pero no era observable."
Para este descubrimiento, Brüschweiler y su equipo agregaron nanopartículas - sílice o vidrio - a una solución que contiene agua y proteínas, y usaron la misma herramienta, RMN - esencialmente cápsulas magnéticas de hasta dos pisos de altura - para vercómo respondieron las proteínas. Las proteínas se unieron a la sílice, haciéndolas de repente visibles para los científicos que analizan sus movimientos.
Fue, dijo Brüschweiler, similar al desarrollo de un nuevo microscopio que podía ver algo que los científicos no habían podido ver antes.
"Es un poco como si tuvieras un telescopio y miras la luz visible de las estrellas", dijo. "Ahora tienes un detector de infrarrojos, por lo que puedes buscar la luz infrarroja que no podemos ver con ela simple vista. Proporciona una ventana de información completamente nueva ".
Esa información adicional es el componente básico de la ciencia, lo que permite a los investigadores que estudian las proteínas hacer preguntas más profundas y mejores.
"Esto nos ayudará a mirar una proteína y preguntar, ¿cómo se comporta? ¿Qué sucede cuando interactúa con otra proteína o un medicamento?", Dijo Brüschweiler. "Ese es el tipo de información que necesitamos para comprender la función deestas proteínas. Cada proteína tiene su propia función en el cuerpo, y con esta nueva herramienta, tenemos una idea de lo que realmente están haciendo y comenzamos a entender mejor por qué ".
La capacidad de evaluar el comportamiento de las proteínas a estas velocidades había desconcertado a Brüschweiler durante décadas. Había intentado encontrar una solución hace 25 años. Ese estudio fue "riguroso y agradable", dijo, "pero finalmente fue un fracaso espectacular". Comenzócreer que podría no ser posible estudiar proteínas que se mueven a velocidades más lentas que un nanosegundo con nuestras herramientas.
Su laboratorio había comenzado experimentos que funcionaban en nanopartículas en biofluidos - orina, extractos celulares, suero - y comenzó a preguntarse si las nanopartículas, que, aunque son muy pequeñas, son más grandes que las proteínas, podrían ayudar a producir proteínas dinámicascomportamiento visible para los científicos. Y funcionó.
"La ciencia realmente se ocupa de estas cosas impredecibles que nadie vio venir", dijo. "Eso es lo que es".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Laura Arenschield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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