Desde la finalización del genoma humano, un objetivo importante ha sido dilucidar la función de las proteínas ahora conocidas: un nuevo método molecular permite la investigación de la función de miles de proteínas en paralelo. Aplicando este nuevo método, un equipo internacional deLos investigadores con la participación líder de la Universidad Técnica de Munich TUM pudieron identificar cientos de interacciones previamente desconocidas entre proteínas.
El genoma humano y los de los cultivos más comunes han sido decodificados durante muchos años. Pronto será posible secuenciar su genoma personal por menos de 1000 euros. Hasta ahora, hay un secreto bien guardado: para miles de los aproximadamente20,000 - 30,000 proteínas codificadas en el genoma no está claro qué hacen en el cuerpo, qué función tienen. Esto hace que sea difícil interpretar muchos datos próximos y comprender los procesos moleculares subyacentes, y este es el caso en diversos camposcomo la investigación médica, la investigación de plantas o el desarrollo de fuentes alternativas de energía.
La función de una proteína es un compuesto de muchos aspectos diferentes: ¿con qué proteínas trabaja juntas? ¿Cómo se regulan sus funciones y qué procesos se ven afectados por ella? Incluso para la planta de referencia thale berro Arabidopsis thaliana la función de aproximadamente 10.000 proteínas sigue siendo enigmática.Llenar esta brecha de conocimiento llevará mucho tiempo utilizando las metodologías actuales.Elucidar estas funciones moleculares es, por lo tanto, de importancia preeminente.
Microarrays permiten las investigaciones de miles de proteínas
Los microarrays de proteínas permiten la investigación de miles de proteínas en un solo experimento. Los microarrays tienen solo unos centímetros de tamaño y albergan miles de puntos de prueba individuales en un espacio muy pequeño. Para producir microarrays de proteínas estándar, se imprimen pequeñas cantidades de proteínas en un vasose deslizan y se fijan químicamente en cada lugar donde están disponibles para experimentos. Sin embargo, este enfoque requiere la producción previa y la purificación de miles de proteínas, lo que lleva mucho tiempo y es costoso. Juntos, estos costos han impedido el uso generalizado de microarrays de proteínas a pesar de suenorme potencial.
El grupo de investigación de Pascal Falter-Braun, de la Cátedra de Biología de Sistemas Vegetales en TUM junto con colegas de EE. UU. Y Japón ahora logró un avance posiblemente decisivo: el ADN, que es mucho más fácil y económico de producir, se imprime en lugar de proteínasy las matrices de proteínas se "desarrollan" posteriormente. El ADN contiene la información que especifica la forma de las proteínas. Después de imprimir el ADN en la matriz, este último se sumerge en una mezcla de reacción que sintetiza las proteínas especificadas por el ADN impreso. Un ancla química quese une a la superficie del vidrio captura rápida y firmemente las proteínas así desarrolladas, que luego están disponibles para estudios funcionales.
El método se llama 'matriz de proteína programable de ácido nucleico' que, junto con el agente de captura empleado, se abrevia Halo-NAPPA. Mediante el uso de la nueva química de captura, los investigadores pudieron aumentar la densidad de las matrices de manera que seaahora es posible acomodar todas las proteínas codificadas en un genoma en solo unas pocas matrices. Los científicos podrían demostrar el potencial de las matrices de proteínas en el contexto de las vías de señalización de hormonas vegetales, que, por ejemplo, median las respuestas al estrés por sequía o contra los patógenos.
1000 nuevas interacciones proteína-proteína descubiertas
Para el estudio ahora publicado en PNAS se investigaron las interacciones de 38 de algunas de las proteínas de factor de transcripción más importantes de thale cress. Los factores de transcripción determinan qué genes están activos en qué momento y en qué condiciones y, en consecuencia, tienen un papel crítico en los organismos. Los factores de transcripción en sí pueden activarseo inactivado al interactuar con otras proteínas: en el presente estudio, se detectaron casi 1000 nuevas interacciones para los factores de transcripción investigados utilizando los microarrays de proteínas. "Muchas de las interacciones observadas nunca se han documentado. Nos ayudarán a comprender cómo los sistemas biológicosy la función de las redes moleculares subyacentes ", dice Falter-Braun.
Las proteínas en las plantas y en el hombre no actúan de forma aislada sino que tienen relaciones reguladoras mutuas y actúan juntas en redes complejas, el enfoque de investigación del equipo de TUM en torno a Falter-Braun. En todos los organismos, las proteínas tienen funciones clave y ejecutan casi todos los biológicosprocesos ". Posiblemente, el nuevo método es un hito para comprender qué proteínas interactúan con qué otras proteínas u otras moléculas en las células. Debido a que es más barato y más simple, un rango más amplio de investigadores ahora puede trabajar con estas matrices de proteínas para investigar las funciones de las proteínas", diceFalter-Braun.
El científico está convencido de que el nuevo método también ayudará a acelerar la investigación en la investigación sobre energías renovables y la comprensión de las enfermedades.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :