As células do nosso corpo comunicam mensagens importantes por meio de interações entre proteínas. Para que essas mensagens sejam transmitidas de maneira clara e precisa, todas as proteínas precisam conversar com apenas um outro parceiro, eliminando qualquer interferência com outras proteínas semelhantes.
Um novo estudo do MIT revelou como a crosstalk entre essas proteínas pode ser evitada usando células. Além disso, o estudo também mostrou como existem muito mais interações potenciais de proteínas que as células ainda precisam usar.
Isso poderia ajudar os biólogos sintéticos a criar novos pares de proteínas para atuarem como circuitos artificiais – o que seria útil no diagnóstico de doenças.
Novo estudo e novas combinações
Os pesquisadores do MIT criaram novos pares de proteínas de sinalização para mostrar como elas podem ser úteis na ligação de novos sinais a novas saídas através da engenharia de células de Ecoli.
“Usando nossa abordagem de alto rendimento, você pode gerar muitas versões ortogonais de uma interação específica, permitindo ver quantas versões isoladas diferentes desse complexo de proteínas podem ser construídas”, disse Conor McClune, estudante de graduação do MIT e principal autor de o estudo.
Em seu estudo, os pesquisadores usaram uma via de sinalização de dois componentes encontrada em bactérias. Essas vias evoluíram através de um processo que permite às células duplicar genes para sinalizar proteínas que já possuem. Então eles os modificam e acabam criando grupos de proteínas semelhantes.
“É intrinsecamente vantajoso para os organismos poder expandir esse pequeno número de famílias de sinalização de maneira bastante dramática, mas corre o risco de que você tenha uma conversa cruzada entre esses sistemas, todos muito parecidos”, disse Michael Laub, professor do MIT.
Laub continuou: “Torna-se um desafio interessante para as células: como você mantém a fidelidade do fluxo de informações e como associa entradas específicas a saídas específicas?”
Por fim, Laub disse: “O que descobrimos é que é muito fácil encontrar combinações que funcionem, onde duas proteínas interagem para transduzir um sinal e não conversam com mais nada dentro da célula”.
Biologia sintética
O que o estudo também auxilia é uma nova estratégia para a criação de circuitos sintéticos. Uma das aplicações poderia ser projetar circuitos que notassem a presença de outros micróbios. Esses circuitos podem ser úteis ao criar bactérias probióticas, o que ajuda a diagnosticar doenças infecciosas.
“As bactérias podem ser projetadas para detectar e responder ao seu ambiente, com aplicações generalizadas, como bactérias intestinais ‘inteligentes’ que podem diagnosticar e tratar inflamação, diabetes ou câncer ou micróbios do solo que mantêm níveis adequados de nitrogênio e eliminam a necessidade de fertilizantes,” disse Jeffrey Tabor, professor de bioengenharia e biociências da Universidade Rice.
Tabor continuou: “Para construir essas bactérias, os biólogos sintéticos exigem ‘sensores’ geneticamente codificados”.
Além disso, se adaptada para uso em células humanas, a abordagem do novo estudo também poderia ajudar os biólogos a projetar novas maneiras de criar células T humanas, que destroem células cancerígenas.
O estudo foi publicado na quarta-feira na Nature.
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