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Os cientistas usam um método novo do pas-de-deux para seguir proteínas de receptor

Os neurônios em nosso sistema nervoso “falam” entre si enviando e recebendo as mensagens químicas chamadas neurotransmissor. Esta comunicação é facilitada pelas proteínas da membrana de pilha chamadas os receptors, que pegaram neurotransmissor e os retransmitem através das pilhas. Em um estudo recente publicou nas comunicações da natureza, cientistas do relatório de Japão seus resultados na dinâmica dos receptors, que podem permitir a compreensão dos processos de formação e de aprendizagem da memória.

O regulamento do movimento e da localização do receptor dentro do neurônio é importante para a plasticidade synaptic, um processo importante no sistema nervoso central. Um tipo específico de receptor do glutamato, conhecido como o AMPA-tipo receptor do glutamato (AMPAR), submete-se a um ciclo constante do “tráfico”, sendo dado um ciclo dentro e fora da membrana neuronal. “Um regulamento preciso deste processo “de tráfico” é associado com a aprendizagem, formação da memória, e revelação em circuitos neurais,” diz o professor Shigeki Kiyonaka da universidade de Nagoya, Japão, que conduziu o estudo acima mencionado.

Quando os métodos para analisar o tráfico de AMPARs forem aplenty disponível, cada um tem suas limitações. As aproximações bioquímicas incluem a “colocação de etiquetas” de uma proteína de receptor com a biotina (uma vitamina de B). Contudo, isto exige a purificação das proteínas após a colocação de etiquetas, impedindo a análise quantitativa. Um outro método que envolva produzir as proteínas de receptor da “fusão” etiquetadas com uma proteína fluorescente pode interferir com o processo de tráfico próprio. “Na maioria dos casos, estes métodos confiam pela maior parte no overexpression de subunidades do alvo. Contudo, o overexpression de uma única subunidade do receptor pode interferir com a localização e/ou o tráfico dos receptors nativos nos neurônios”, explica o prof. Kiyonaka.

Com tal fim, os pesquisadores da universidade de Nagoya, da universidade de Kyoto, e da universidade de Keio desenvolveram um reagente AMPAR-selectivo (um agente químico que causasse as reacções) que permitiram que etiquetassem AMPARs com pontas de prova químicas nos neurônios cultivados em uma maneira do pas-de-deux, combinando a rotulagem afinidade-baseada com uma reacção biocompatible. O método novo, como antecipado pelo prof. Kiyonaka, provado ser superior aos convencionais: permitiu que os cientistas analisassem o receptor que trafica durante uns períodos mais curtos assim como muito mais longos (sobre 120 horas) e não exigiu etapas extra da purificação após a rotulagem.

As análises da equipe mostraram a uma três-dobra uma concentração mais alta de AMPARs nas sinapses comparadas com as dendrites assim como uma meia-vida de 33 horas nos neurônios. Adicionalmente, os cientistas usaram esta técnica para etiquetar e analisar o tráfico do NMDA-tipo receptors do glutamato (NMDARs), e obtiveram uma meia-vida de 22 horas nos neurônios. Interessante, ambos os valores da meia-vida eram significativamente mais longos do que aqueles relatados em HEK293T (uma linha celular do rim). Os pesquisadores atribuíram este à formação de grandes complexos da proteína de receptor do glutamato e -- no caso de AMPARs -- uma diferença em níveis da fosforilação.

A equipe é entusiasmado por implicações potenciais de seus resultados. “Nosso método pode contribuir a nossa compreensão dos papéis fisiológicos e pathophysiological do receptor do glutamato que traficam nos neurônios. Isto, por sua vez, pode ajudar-nos a compreender a formação subjacente da memória do mecanismo molecular e o processo de aprendizagem,” diz o prof. Kiyonaka.

O estudo fornece um olhar mais atento em -- e traz-nos uma etapa mais perto da decifração -- os processos de memória e aprendizagem a nível molecular.

Source:
Journal reference:

Ojima, K., et al. (2021) Ligand-directed two-step labeling to quantify neuronal glutamate receptor trafficking. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-21082-x.