I biochimici dell'UCLA hanno ottenuto un primato in biologia:visualizzare con dettagli quasi atomici la proteina più piccola mai vista dalla tecnica il cui sviluppo ha fatto vincere ai suoi creatori il Premio Nobel per la chimica 2017. quella tecnica, chiamata microscopia crioelettronica, consente agli scienziati di vedere grandi biomolecole, come virus, in dettagli straordinari.

Fino ad ora, questo metodo non ha funzionato con le migliaia di proteine ​​molto più piccole, che può causare malattie se difettoso, che sono all'interno delle cellule. Una squadra guidata da Todd Yeates, un professore UCLA di chimica e biochimica, riporta risultati che promettono di utilizzare la microscopia crioelettronica per comprendere meglio molte proteine ​​importanti. La ricerca è pubblicata sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Questo nuovo metodo dovrebbe essere utile in generale, " disse Yeates, che è membro dell'Institute for Genomics and Proteomics e del California NanoSystems Institute dell'UCLA.

Il team di ricerca di Yeates ha pubblicato la prima ricerca, nel 2001, nel campo scientifico della progettazione di gabbie molecolari costruite da molecole proteiche. Nella nuova ricerca, il suo team ha usato l'"ingegneria proteica" per attaccare 12 copie di una piccola proteina a una gabbia molecolare a forma di cubo, che è stato progettato da un ex studente laureato di Yeates'. La piccola proteina, chiamato DARPin, è troppo piccolo per essere analizzato utilizzando la sola microscopia crioelettronica. Ma quando i ricercatori hanno attaccato le copie alla gabbia proteica, sono riusciti a vedere il DARPin con la microscopia crioelettronica.

Una sfida superata dai ricercatori è stata quella di far attaccare le copie della proteina in modo rigido. Il loro nuovo metodo, che Yeates chiama "impalcatura, " può essere facilmente modificato per legarsi a molte proteine ​​diverse come "un'impalcatura proteica universale".

"La piccola proteina che abbiamo attaccato può essa stessa essere fatta legare ad altre proteine, che possono poi essere studiati mediante microscopia crioelettronica, " disse Yeates, il cui team di ricerca sta attualmente lavorando a questo scopo.

Lo sviluppo della microscopia crioelettronica valse a Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson premio Nobel per la chimica 2017.

Perché è così importante vedere una proteina in modo così dettagliato?

"Gli ultimi 50 anni di biologia strutturale hanno cercato di ottenere immagini dettagliate di tutte le parti della cellula per comprenderle a fondo, " Yeates ha detto. "Una foto vale 1, 000 parole, e molto spesso, ottenere una prima visione tridimensionale di un componente della cellula ti offre preziose informazioni, spesso sorprendenti e inaspettate, che non potresti prevedere. Quando lo vedi, pensi spesso, ora vedo come fa quello che fa."

Molte malattie sono dovute a una mutazione oa un difetto in una proteina. Vedere il difetto può fornire una comprensione di ciò che causa le malattie, che può portare a nuovi farmaci e cure per le malattie.