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Os pesquisadores de CNIC desenvolvem o modelo do rato para examinar a função mecânica das proteínas

Os mecânicos moleculars do grupo do sistema cardiovascular no Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), conduzidos por Jorge Alegre Cebollada, em parceria com uma equipe científica internacional, geraram o primeiro modelo experimental do rato que permite a análise directa da função mecânica das proteínas em organismos vivos.

O modelo, publicado hoje em comunicações da natureza, é baseado na inserção da gaveta genética de HaloTag-TEV no titin, uma das proteínas responsáveis para a elasticidade do músculo esqueletal e cardíaco.

A gaveta de HaloTag-TEV combina três propriedades chaves. O Dr. Alegre explicou: “Agradecimentos à introdução desta gaveta no gene, nós podemos marcar fluorescente a proteína, que faz fácil seguir a gaveta e ver onde introduziu correctamente.”

Mas aquele não é todo: “A gaveta inclui um alvo para o lysis específico da proteína, de modo que a função mecânica da proteína do alvo possa ser interrompida em uma maneira controlada em todo o momento desejado, permitindo que nós estudem o efeito desta interrupção.” Finalmente, a gaveta “fornece uma maneira de ancorar a proteína isolada às superfícies, permitindo o estudo de suas propriedades mecânicas por técnicas da único-molécula.”

Todo o este ajudas para estabelecer uma ponte entre a modulação de propriedades mecânicas da proteína e a observação das conseqüências desta modulação a nível celular.”

Jorge Alegre Cebollada, Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (F.S.P.)

É conhecido que as pilhas e os organismos que vivos formam respondem às mudanças no ambiente. Mas entre as circunstâncias ambientais a que os seres vivos devem se adaptar, as forças puramente mecânicas que actuam constantemente em cima delas são negligenciadas frequentemente.

“Este relacionamento entre pilhas e os componentes mecânicos de seu ambiente é extremamente importante, e explica muitos fenômenos relativos à doença, tal como a metástase do cancro e a aterosclerose, que é a base de diversas circunstâncias cardiovasculares.”

Nas últimas décadas, a revelação das novas tecnologias permitiu o estudo do comportamento mecânico das proteínas, que é responsável a nível molecular para a capacidade das pilhas para detectar e gerar forças.

Estas técnicas permitiram a caracterização das propriedades mecânicas de moléculas individuais, estudadas um por um, e esta transformou o conhecimento sobre o relacionamento entre a força e moléculas biológicas.

Contudo, compreender como este relacionamento se opera no ambiente nativo da pilha não era até aqui possível.

A história não para com titin. A gaveta de HaloTag-TEV pode ser introduzida em outras proteínas com uma função mecânica, de modo que no futuro pudesse ser usada para estudar outros sistemas, incluindo aqueles relativos às desordens musculares e cardíacas diversas.

Source:
Journal reference:

Rivas-Pardo, J.A., et al (2020) A HaloTag-TEV genetic cassette for mechanical phenotyping of proteins from tissues. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-15465-9.