Novedosa plataforma nanométrica puede regular la degradación celular

Por Ana Díaz VN | Esto da pie para mejorar los circuitos genéticos artificiales.

Publicado a las 06:54 AM CST en Nov 1,2017 | Actualizado a las 06:54 AM CST en Nov 1,2017


De acuerdo con los investigadores de la Universidad de Rice, un anticuerpo a nanoescala (nanoanticuerpo ) encontrado por primera vez en camellos que tenían una molécula degradante de proteínas es un nuevo sistema efectivo para regular los niveles de proteína en las células. El método podría ayudar a la investigación sobre la dinámica celular, así como el diseño de circuitos genéticos artificiales.

El nanoanticuerpo de los camélidos, (en el centro) identificado por primera vez en los camellos, es un anticuerpo de cadena pesada mucho más pequeño y fácil de programar que los anticuerpos encontrados en la mayoría de los organismos, incluyendo los humanos, como el que se encuentra a la izquierda. A la derecha, el camélido monomérico (rojo) se compara con la estructura del anticuerpo humano de tamaño natural. VHHH es un nanomarcador diseñado para atacar las proteínas fluorescentes verdes utilizadas en las pruebas de prueba de principio del arroz. Haga clic en la imagen para ampliarla. (Cortesía del Grupo de Investigación Segatori)

Laura Segatori ingeniero químico y biomolecular de Rice ,la ex estudiante de postgrado Wenting Zhao y ex estudiante de pregrado Lara Pferdehirt inventaron un sistema de reconocimiento bifuncional que llamaron NanoDeg. Este sistema les permite concentrarse en proteínas específicas de una célula y regular rigurosamente su degradación.

Wenting Zhao, izquierda, y Laura Segatori. Foto de Jeff Fitlow

El sistema plug-and-play permitirá a los biólogos sintéticos examinar la función de una proteína en particular dentro de los ambientes celulares evaluando cómo el nivel de expresión de la proteína impacta la vida de una célula, dijo Segatori.

La investigación ha sido publicada en la revista de la American Chemical Society ACS Synthetic Biology.

NanoDeg acelera la proteólisis – la descomposición enzimática de las proteínas – para manipular los niveles de proteínas específicas después de la traducción.

Una de las funciones proviene del anticuerpo de cadena única de los dromedarios, que puede adaptarse a determinadas proteínas. Cuando los anticuerpos fueron encontrados en camellos (y más tarde en tiburones), los científicos rápidamente identificaron sus propiedades únicas, incluyendo su pequeño tamaño, alta solubilidad y habilidad para distinguir objetivos que están ocultos o en estados intermedios. Son mucho más pequeños que los anticuerpos encontrados naturalmente en humanos y la mayoría de otros organismos, pero pueden ser fácilmente producidos y alterados en bacterias y otras células.

La otra función depende de los degradados, secuencias cortas en las proteínas responsables del control de la velocidad de degradación de una proteína. Estos también se pueden modificar para ajustar el agotamiento de una proteína objetivo a los niveles preferidos.

Cuando se integran como nanoDegs, se convierten en una plataforma robusta y universal para controlar los niveles de proteína celular, dijo Segatori.

Esencialmente, nos permite controlar la cantidad específica de proteínas en las células, podemos adaptarla para dirigir cualquier proteína en una célula Laura Segatori, ingeniera química y biomolecular de Rice

Normalmente, cuando los investigadores quieren modular la cantidad de proteínas en las células, actúan al nivel del ADN o del ARN, a nivel genético. Pero al actuar al nivel de la proteína, podemos dirigirnos a diferentes modificaciones post-regulación y, lo que es mucho más importante, tenemos mucho más control sobre la tasa y el alcance del agotamiento de la proteína “.

Zhao, primer autor del artículo, es actualmente investigador postdoctoral en biología de sistemas en el Columbia University Medical Center. El coautor Pferdehirt es actualmente estudiante de postgrado en la Universidad de Washington. Segatori es profesor asociado de ingeniería química y biomolecular, de bioingeniería y de bioquímica y biología celular.

Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation, la Welch Foundation y la Kleberg Foundation.


Referencias & Fuentes

news.rice.eduNanoscale platform aims to control protein levels

pubs.acs.orgQuantitatively predictable control of cellular protein levels through proteasomal degradation

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Ana Díaz Villanueva

Doctora en Educación por la Universidad de Chile en el año 2010. Subdirectora del Departamento Interfacultativo de Psicología Evolutiva y de la Educación. Experto profesional en E-learning 2.0: educación por internet y formación on-line; impartido con metodología on-line por la UCLA . Master en Programación Web con metodología presencial; impartido por el Centro de Estudios Informáticos en 2016.  

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