Não apenas DNA e proteínas: a equipe do CCMB descobre que as gorduras também direcionam o desenvolvimento

Nossos corpos são feitos de células. Cada célula é uma sopa de ingredientes menores, todos os quais trabalham juntos para realizar diferentes funções corporais. Talvez os ingredientes mais populares sejam cadeias de proteínas de aminoácidos feitas por células com instruções do DNA. Quando o DNA muda, a célula é capaz de criar novas proteínas e, às vezes, com novas funções, e assim se entende que as proteínas são parte integrante do desenvolvimento.

Mas a nova pesquisa é que essa também pode ser uma visão estreita que perde outras maneiras que desenvolvemos.

“As gorduras atingem 30 % (de peso seco) para células vivas. Mas as pessoas só pensam nisso como conchas”, disse Sven Gold, um biólogo em células evolutivas do Instituto de Desenvolvimento Molecular em Dusseldorf.

É hora de ver atualizado

Gordura gorda nas células. A imagem de um livro para a membrana celular (que o ouro significa uma “concha”) mostra as proteínas que vagam em um leito gordo. Os cientistas sabem muito sobre essas proteínas da membrana. Cerca de 25 % de todas as proteínas humanas estima -se que estejam localizadas nas membranas. Eles realizam muitos empregos: como receptores, estão ligados a moléculas específicas fora da célula; Como canais, eles permitem que partículas específicas entrem e saem da célula; Como motivado, eles ajudam a acelerar as reações químicas.

Por outro lado, os cientistas que entendem as gorduras são limitados ao seu papel como materiais de mobilização, como coisas que carregam proteínas. De fato, eles costumam imaginar que serão organizados em uma camada homogênea feita de cabeças redondas e caudas longas fluindo – equivalente às proteínas que são derrubadas apenas.

UM Um estudo recente em Comunicações da natureza Do Laboratório Swasti Raychaudhuri, no Centro CSIR de Biologia Celular e Molecular, Hyderabad, desafia essa opinião.

Complexo RC1

O estudo da equipe se concentrou em um grupo de proteínas de membrana chamado complexo respiratório 1 (RC1). RC1 e outros complexos são semelhantes às células para produzir energia quando o corpo respira oxigênio. É encontrado nas membranas internas das mitocôndrias de todas as células reais que requerem oxigênio para respirar – incluindo o nosso.

O RC1 é o maior desses complexos respiratórios. Nos seres humanos, é um complexo separado feito de 44 proteínas em humanos. Algumas proteínas são feitas no citoplasma celular, algumas das quais estão dentro das mitocôndrias. Eles encontraram seu caminho para a membrana interna das mitocôndrias para formar o complexo.

Para estudar o RC1, os cientistas o dividiram em três partes: uma enfrentada dentro das mitocôndrias e interações de interações para produzir energia durante a respiração; Um está se movendo através da membrana interna das mitocôndrias ricas em gordura e trabalha como um canal para íons de hidrogênio; E aqueles que se estendem à distância entre as membranas das mitocôndrias internas e externas e seus papéis precisos que ainda não foram entendidos.

Como o RC1 é necessário para respirar células vivas, espera -se que as mutações causem doenças. Ao procurar mutações conhecidas de RC1 associadas a doenças, a equipe de pesquisa encontrou algo inesperado na parte RC1 da membrana: metade das mutações estava em áreas que interagem com as gorduras nas membranas das mitocôndrias.

Proteínas e gorduras juntas

Após mais investigação, os pesquisadores descobriram que as partes entre a membrana do RC1 e a gordura nas membranas não são as mesmas em todas as formas de vida. Plantas e animais têm versões diferentes. Utilizando técnicas micromicoliciais, os pesquisadores examinaram a diversidade de gorduras nas células e descobriram que as gorduras vegetais têm uma estrutura mais estranha do que seus colegas de animais. Eles atribuíram isso ao transplante de gorduras ricas em gordura de ácidos graxos insaturados.

Usando modelos matemáticos, a equipe comparou as conexões entre as proteínas entre a membrana nos RC1s humanos, a planta, o humano e as plantas chamadas cardiipipin. Essa é a gordura mais proeminente nas membranas das mitocôndrias.

Eles descobriram que as proteínas nas células humanas preferem gordura humana a gorduras vegetais e vice -versa. Da mesma forma, nas células cultivadas, quando os membros da equipe entraram em parte da planta RC1 que enfrenta gorduras nas membranas nas membranas humanas da humanidade, descobriram que o complexo está se desintegrado. Em outras palavras, o complexo RC1 precisa de cardiolelipina de organismos vivos no mesmo reino, a fim de manter sua segurança física. A equipe concluiu que alguns detalhes nas estruturas e composição da gordura decidem as proteínas que podem ser encontradas com ela.

Após um passo à frente, os pesquisadores sugeriram que as gorduras membranosas evoluíram ao longo do tempo para atender às necessidades de sobrevivência de diferentes organismos. As caudas de gordura vegetariana mais óbvias proporcionam maior flexibilidade estrutural nas membranas. Isso pode ser devido Organismos semelhantes a plantas Várias pressões ambientais ao longo da história, como seca, calor e salinidade, enfrentaram gordura estruturalmente elástica.

Mais importante, as proteínas precisam participar da evolução com as gorduras para funcionar corretamente.

Você precisa de novas ferramentas

De fato, o novo estudo pode ser o primeiro a apoiar a idéia de desenvolvimento conjunto da proteína sebácea nas membranas das mitocôndrias. Obviamente, também carrega pesquisas anteriores que mostraram como gorduras e proteínas se sobrepõem em outras membranas dentro das células.

“A maioria dos laboratórios está estudando papéis de DNA, RNA e proteínas no desenvolvimento porque uma grande sociedade cresceu”, disse Gold. “No entanto, o desenvolvimento ocorre através de todos os tipos de moléculas que compõem as células vivas e precisamos estudar”.

Não apenas no desenvolvimento: o estudo também abre a possibilidade de saúde humana. Medicamentos como a estatina são geralmente usados ​​para controlar o colesterol – outras gorduras proeminentes – nas células. Como os cientistas estão desenvolvendo uma compreensão completa do artigo dos papéis, eles podem avaliar e melhorar o uso a longo prazo de materiais como a estatina. O papel da gordura no controle de patógenos também requer células de atenção.

No entanto, esses estudos também requerem ferramentas biológicas mais sofisticadas que ainda não estão presentes. As gorduras são moléculas mais complexas que as proteínas. Enquanto as proteínas são polímeros bons compreensíveis que consistem em 20 aminoácidos dispostos de maneiras diferentes, são feitas gorduras de ácidos graxos que diferem na formação de comprimento e química. Não é parcialmente controlado em sua composição em particular por genes individuais; O restante é afetado pela dieta e outros fatores ambientais. As ferramentas atuais para o estudo das gorduras também são curtas ao calcular essas complicações.

“É extremamente difícil remodelar a gordura nos laboratórios”, acrescentou Gold. “Mas os cálculos evoluíram mais rapidamente que as ferramentas bioquímicas”, acrescentou Gold. “Esses cientistas são mais inspiradores para assumir a bioquímica gordurosa? Resta ver”.

No entanto, é claro que imagens de livros didáticos e ficção científica precisam mudar suas posições em direção a gorduras membranosas. LDL, HDL, triglicerídeos e colesterol já fazem parte de nossa consciência diária. Consequentemente, o estudo dessas gorduras e outras gorduras pode ajudar a melhorar os cuidados médicos, além de melhorar nossa percepção do desenvolvimento. É uma vitória.

Somdatta Karak, o doutorado é chefiado por comunicação científica e comunicação pública no Centro CSIR de Biologia Celular e Molecular, Hyderabad.