La investigación revela la estructura de la nanomáquina que ensambla el sistema de control de energía de una célula

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Investigadores de la Universidad de Sussex han determinado la estructura de una pequeña máquina biológica de múltiples proteínas, mejorando nuestra comprensión de las células humanas y ayudando a mejorar la investigación sobre el cáncer, la neurodegeneración y otras enfermedades.

Una nanomáquina biológica es una máquina macromolecular que se encuentra comúnmente dentro de la célula, a menudo en forma de complejos multiproteicos, que a menudo realizan tareas esenciales para la vida.

La nanomáquina R2TP-TTT actúa como una chaperona molecular para ensamblar otras en la célula humana. Es particularmente importante para la construcción de mTORC1, una nanomáquina complicada que regula el metabolismo energético de las células y, a menudo, está mal regulada en enfermedades humanas como el cáncer y la diabetes.

Científicos de la Sussex School of Life Sciences, en colaboración con colegas del CNIO Madrid, MRC-LMB Cambridge y la Universidad de Leeds, utilizaron microscopía crioelectrónica (cryoEM) de última generación para construir una imagen detallada del Nanomáquina R2TP-TTT que muestra la disposición de todas las proteínas. También revela cómo las proteínas TTT controlan la máquina R2TP para permitirle contener componentes mTORC1 listos para ensamblar.

El investigador principal, el Dr. Mohinder Pal, trabajando en los laboratorios del Dr. Chris Prodromou y el profesor Laurence Pearl FRS en Sussex descubrieron cómo fabricar y purificar todas las proteínas utilizando un sistema de células de insectos y aplicarlas en una capa ultrafina que podría congelarse en etano líquido para preservar su estructura atómica. Las imágenes de las partículas de proteína congeladas aumentadas más de 50.000 veces se recogieron luego en microscopios crioelectrónicos en Madrid, Harwell y Leeds. Luego, estos se combinaron utilizando una tecnología relacionada con la tomografía médica, para proporcionar la imagen detallada final del R2TP-TTT, en la que se podía ver y analizar el detalle molecular.

El profesor Pearl, que codirigió el trabajo con el Dr. Prodromou y el Prof.Llorca (Madrid), comentó:

“Anteriormente, pudimos procesar las estructuras de las moléculas de proteínas, utilizando una técnica llamada cristalografía de rayos X, pero generalmente solo de forma individual o en piezas. La revolución en la tecnología cryoEM durante los últimos años nos ha dado la capacidad de observar imágenes, grandes conjuntos de proteínas tal como existen en la célula y realmente se comprende cómo funcionan como nanomáquinas biológicas “.

Con la ayuda de RM Phillips Charitable Trust, la Universidad de Sussex hizo una inversión multimillonaria para establecer la microscopía crioelectrónica en la Facultad de Ciencias de la Vida. El nuevo microscopio crioelectrónico cryoARM200 de última generación, fabricado por la empresa japonesa JEOL, se acaba de instalar en el edificio de la Universidad John Maynard Smith y estará en pleno funcionamiento durante el verano.

El profesor Perla dijo:

“Tener nuestro instrumento en su lugar aumentará en gran medida la velocidad a la que podemos revelar las estructuras de una amplia gama de nanomáquinas biológicas estudiadas por colegas de ciencias de la vida. Esto mejorará enormemente el trabajo líder mundial que se realiza aquí en Sussex para comprender el cáncer. Neurodegeneración y enfermedades virales y desarrollo de nuevos tratamientos “.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Sussex. Original escrito por Stephanie Allen. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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