Una nueva técnica permite a los investigadores probar cómo la deformación de las pequeñas proteínas celulares similares a las vías del tren afecta su función. Los hallazgos podrían ayudar a aclarar el papel de los "microtúbulos" deformados en lesiones cerebrales traumáticas y en enfermedades neurológicas como el Parkinson.
Los microtúbulos son proteínas en forma de tubo que actúan como vías de tren para que otras proteínas celulares se muevan a medida que transportan carga molecular. En ciertas enfermedades, se deforman, afectando este proceso de transporte. Pero los científicos no habían desarrollado una configuración experimentaleso les permite estudiar adecuadamente esto.
En el estudio publicado en Bio materiales aplicados por ACS , el biofísico Akira Kakugo de la Universidad de Hokkaido y sus colegas desarrollaron una técnica novedosa que les permitió controlar la deformación microtubular y observar sus efectos en su función de transporte.
Los microtúbulos fueron anclados por proteínas a un "microstretcher" elástico. Cuando el microstretcher se tira tenso, los microtúbulos yacen paralelos a la superficie sin deformar. Al relajar gradualmente el microstretcher, los microtúbulos se doblan.
Los científicos unieron proteínas motoras llamadas dineínas a los microtúbulos. Dentro de las células, las dineínas aparecen como si estuvieran caminando a lo largo de los microtúbulos mientras transportaban carga. En el experimento, las dineínas se conjugaron con una carga fluorescente. Luego, los científicos observaron cómo estirarse y relajarseel microstretcher afectó el movimiento de carga de dineína a lo largo de los microtúbulos.
Descubrieron que la carga de dineína se movía más rápido cuando los microtúbulos comenzaron a doblarse, pero solo hasta cierto punto. Una vez que la tensión de pandeo alcanzó el 25%, las proteínas en movimiento y su carga comenzaron a disminuir. Cuando los microtúbulos se doblaron aún más, mostraron paradas completas. Los científicos también notaron que la velocidad de movimiento variaba a lo largo de diferentes secciones de los microtúbulos abrochados.
Los investigadores teorizan que esta dinámica microtubular alterada podría formar la base de sus roles en la regulación de numerosas actividades celulares. Luego esperan estudiar cómo la deformación microtubular afecta el movimiento de otra proteína motora, llamada kinesina, sobre su superficie.
"Nuestra configuración experimental nos permite estudiar la relación entre la deformación de los microtúbulos y sus funciones biológicas", dice Kakugo. "Cuanto más comprendamos este proceso, más nos acercaremos al diseño de nuevos materiales inspirados en la naturaleza que puedanactuar de manera similar "
"También se espera que los hallazgos ayuden a explicar la patología de la lesión cerebral traumática, que estresa mecánicamente las células, y afecciones neurológicas como las enfermedades de Huntington y Parkinson, en las que se sabe que los microtúbulos funcionan mal", agregó Syeda Rubaiya Nasrin del equipo de investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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