La mayoría de las proteínas bien estudiadas en nuestros cuerpos son como el metal; algunas pueden cambiar de forma fácilmente, como el papel de aluminio, y otras son rígidas, como las vigas de acero, pero por lo general tienen una estructura sólida y bien definida. Muchos otros elementos esencialesLas proteínas se parecen más al agua: pueden cambiar la fase de hielo líquido a sólido.
Una de estas proteínas importantes que cambian de fase se llama FUS. En las células sanas, FUS cambia entre flotar difusamente y condensarse en gotas líquidas con otras proteínas para crear, editar y entregar los planos para la producción de proteínas. Sin embargo, FUS también tiene un "fase sólida "o agregada que se ha encontrado en algunas personas con casos graves de esclerosis lateral amiotrófica ELA y un tipo de demencia llamada demencia frontotemporal.
Un equipo de investigadores dirigido por Nicolas Fawzi, profesor asociado del Departamento de Farmacología Molecular, Fisiología y Biotecnología de la Universidad de Brown, utilizó una combinación de técnicas para determinar las interacciones atómicas que estabilizan la fase líquida, pero "condensada" de FUS.
"Lo que queremos entender es los detalles atómicos de estas interacciones para que sepamos qué tipo de tratamientos serían importantes para la ELA y otras enfermedades", dijo Fawzi, un co-corresponsal del artículo que también está afiliado alInstituto Carney para la Ciencia del Cerebro. "Primero necesitamos conocer las diferencias estructurales entre la forma normal y la forma de la enfermedad, así que sabemos dónde colocar una llave inglesa para detenerla. No podemos diseñar un medicamento que se una a algo cuandono sé cómo se ve "
Los hallazgos se publicaron el lunes 1 de julio en la revista Biología estructural y molecular de la naturaleza .
Fawzi dijo que se puede pensar en las gotas de líquido condensado que FUS puede formar dentro de las células como algo parecido a la condensación que se forma en un vidrio frío en un día húmedo. Tanto las gotas de agua como el aire húmedo contienen moléculas de agua, pero están en distintasetapas.
Fawzi dijo que, además de su implicación en la ELA, comúnmente llamada enfermedad de Lou Gehrig, se sabe que la región desordenada de FUS está asociada con algunos tipos de cáncer, incluido el sarcoma de Ewing. De hecho, el acrónimo FUS significa FUsed inSarcoma.
Utilizando una combinación de espectroscopía de resonancia magnética nuclear RMN, espectroscopía Raman y modelado computacional, el equipo de Fawzi, incluida la estudiante de doctorado Brown Anastasia Murthy, autora principal del estudio, descubrió que las interacciones entre una región desordenada de FUS en el líquido condensadoLas gotas son bastante variadas y dinámicas, dijo. FUS no forma ningún elemento estructural tradicional. Sin embargo, las interacciones atómicas múltiples, incluidas las formadas por aminoácidos específicos dentro de la proteína, a saber, glutamina y tirosina, mantienen la naturaleza condensada pero desordenada deFUS.
El conocimiento de estas interacciones moleculares, que son distintas de las interacciones en la fase agregada asociada a la neurodegeneración, algún día podría usarse para guiar el desarrollo de terapias que impidan la agregación asociada a la enfermedad o apoyen las interacciones normales de la fase condensada.
Además, la combinación de técnicas que el equipo de Fawzi usó para descubrir las interacciones atómicas de FUS podría ser utilizada por otros científicos que estudian proteínas intrínsecamente desordenadas que también forman formas condensadas líquidas o sólidas, como Huntington, Parkinson, enfermedades por priones y diabetes tipo II además deALS.
"Hicimos estos experimentos de RMN de una manera nueva que nos permitió ver explícitamente qué átomos en una proteína están interactuando con átomos en otra proteína FUS", dijo Fawzi. "Espero que la gente comience a hacer experimentos como este porqueproporciona más seguridad y detalles sobre los contactos entre proteínas intrínsecamente desordenadas. Las proteínas desordenadas hacen todo tipo de cosas importantes, y realmente no sabemos cómo funcionan normalmente. Cuando salen mal, realmente no sabemos qué está pasando ".
Fawzi planea continuar estudiando FUS. Específicamente, quiere estudiar toda la proteína, no solo la región intrínsecamente desordenada que fue el foco principal de este documento, en tubos de ensayo y en células vivas. También planea aplicar estocombinación de técnicas para continuar estudiando las interacciones moleculares de otras proteínas desordenadas asociadas a la neurodegeneración como hnRNPA2 y TDP-43.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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