Por primera vez, los científicos han diseñado el complejo proceso biológico de traducción en un orgánulo de diseño en una célula de mamífero vivo. Investigación realizada por el grupo Lemke en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular EMBL - en colaboración con JGU Mainz e IMB Mainz- Utilicé esta técnica para crear un orgánulo sin membrana que puede construir proteínas a partir de aminoácidos naturales y sintéticos con una nueva funcionalidad. Sus resultados - publicados en ciencia el 29 de marzo: permita a los científicos estudiar, adaptar y controlar la función celular con más detalle.
Durante la evolución, el desarrollo de nuevos orgánulos permite que las células y los organismos se vuelvan más complejos, debido a la capacidad de clasificar los procesos celulares en puntos críticos específicos ". Nuestra herramienta puede usarse para diseñar la traducción, pero potencialmente también otros procesos celulares como la transcripción ymodificaciones postraduccionales. Esto podría incluso permitirnos diseñar nuevos tipos de orgánulos que extiendan el repertorio funcional de los sistemas vivos complejos naturales ", explica Christopher Reinkemeier, estudiante de doctorado en EMBL y JGU Mainz y coautor del artículo.podría, por ejemplo, incorporar bloques de construcción fluorescentes que permitan vislumbrar el interior de la célula utilizando métodos de imagen "
"El orgánulo puede producir proteínas mediante el uso de aminoácidos sintéticos no canónicos. Actualmente conocemos más de 300 aminoácidos no canónicos diferentes, en comparación con 20 que se producen naturalmente. Ya no estamos restringidos a estos últimos,"dice la primera autora Gemma Estrada Girona." La novedad que presentamos es la capacidad de usarlos en un espacio confinado, el orgánulo, que minimiza los efectos sobre el huésped ".
Organelos tambaleantes sin pared
La traducción es un proceso tan complejo que no puede estar contenido en un solo orgánulo rodeado por una membrana. Por lo tanto, la inspiración se extrajo de la separación de fases: el proceso responsable de la formación de orgánulos sin membrana in vivo, como los nucléolos o los gránulos de estrés.Las células usan la separación de fases para concentrar localmente proteínas y ARN específicos. A pesar de que estos orgánulos sin paredes tienen límites tambaleantes a medida que interactúan dinámicamente con el citoplasma circundante, aún pueden realizar tareas muy precisas. El equipo combina la separación de fases con la orientación celular paracrear su orgánulo sin membrana y asegurarse de que solo se forme un orgánulo por celda.
Al final, solo se deben diseñar cinco componentes nuevos en una celda para construirlo. El ensamblaje de estos componentes genera una estructura grande, lo que podría crear cierta carga en la celda. En el futuro, el grupo tiene como objetivo diseñar un mínimoorgánulos de diseño, para minimizar cualquier impacto en la fisiología del organismo sano.
Edward Lemke - Líder del grupo visitante en EMBL, Profesor en JGU Mainz y Director Adjunto en el IMB - dirigió el proyecto. Concluye: "Al final, nuestro objetivo es desarrollar una técnica para diseñar orgánulos celulares sintéticos y proteínas queno afectan la maquinaria del huésped en absoluto. Queremos crear una herramienta que no tenga efectos no caracterizados. El orgánulo debe ser un complemento simple que permita a los organismos hacer cosas nuevas diseñadas a medida de forma controlada ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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