Editores poderosos de proteínas oferecem novas maneiras de investigar células vivas

Uma técnica poderosa que edita diretamente as proteínas nas células vivas promete ajudar os pesquisadores a estudar proteínas de maneiras aprimoradas.

A técnica baseia -se em cordas de aminoácidos chamados intensas, que podem se cortar autonomamente das proteínas. Os cientistas agora aproveitaram intensas para consumir grupos químicos, aminoácidos incomuns e até polímeros em proteínas -alvo, e podem observar como essas adições afetam a função de uma proteína e a localização celular.

O método foi descrito em um par de papéis em Ciênciaum publicado hoje¹ e um em abril².

A técnica é “uma adição muito agradável à caixa de ferramentas”, diz Mikko Taipale, um geneticista molecular da Universidade de Toronto, no Canadá, que não esteve envolvido em nenhum dos estudos. Assim como Sistemas CRISPR de edição de DNA Transformaram a capacidade de manipular genes, os editores da Intein fornecerão uma maneira melhor de investigar a forma, a função e a localização das proteínas, diz Taipale.

Mas enquanto CRISPR está pronto para uso em células vivasanimais de laboratório e humanos, os editores atuais de proteínas requerem personalização complicados e podem ser usados ​​apenas nas células. As ferramentas são “boas para perguntas muito específicas”, diz Taipale.

Intel Intel

Inteinos foram descobertos em 1990 no fermento de Baker (Saccharomyces cerevisiae) e milhares desses elementos foram identificados em outros organismos de célula única. “Nós os chamamos de proteínas Houdini, porque eles escapam da escravidão das proteínas em que estão incorporadas”, diz Tom Muir, químico da Universidade de Princeton em Nova Jersey e co-autor do Ciência Artigo publicado em abril. Embora o papel biológico das intenções permaneça incerto, na maioria das vezes, os pesquisadores tentam reaproveitar as intenções como editores de proteínas.

As ferramentas de IA estão projetando proteínas totalmente novas que podem transformar a medicina

O progresso tem sido lento: pode ser difícil trabalhar com intenções e são editores ineficientes. Mas o grupo de Muir projetou novos intenções que têm um desempenho melhor do que as disponíveis anteriormente. O artigo publicado hoje, de George Burslem, na Universidade da Pensilvânia, na Filadélfia, e seus colegas, descreve sistemas interes que são mais fáceis de produzir e usar em células vivas.

Os editores, chamados transposons de proteínas da equipe de Muir, exigem algumas bases. Os pesquisadores primeiro precisam reprogramar o código de DNA para a proteína de interesse. Esta etapa adiciona instruções para codificar um ‘site de aceitador’ onde a edição será feita. O site inclui dois elementos interes em cada extremidade.

Os pesquisadores então preparam uma proteína de ‘doador’ que transporta a carga desejada para ser unida na proteína alvo. A carga é entre colchetes por mais dois elementos interes. Quando a proteína alvo e o doador se alinham, as intenções de divisão se juntam e se juntam a auto-ejeção da proteína alvo, levando o restante do local aceitador com eles. A carga se encaixa na lacuna.

O processo é “corte e colar”, diz Burslem.

Trabalho rápido

A equipe da Burslem usou os editores para fazer alterações em cinco proteínas diferentes em células vivas. Os editores de proteínas precisavam de menos de dez minutos para fazer seu trabalho, diz Burslem. A equipe de Muir usou um conjunto diferente de editores para ajustar três proteínas.

“Entre os dois papéis, há uma amplitude de diferentes tipos de proteínas às quais isso foi aplicado”, diz Muir.

Esses editores fornecem uma nova e poderosa ferramenta para experimentos de biologia celular, acrescenta ele. As ferramentas podem ser usadas para adicionar marcadores às proteínas, dando aos cientistas uma nova maneira de rastrear as ações e movimentos das proteínas. E os editores podem colar em trechos de aminoácidos que redefinirão onde uma proteína entra na célula, dê uma nova função ou forçar a interagir com outra proteína de interesse.