Notícia

Estudo esclarece como receptores de neurotransmissores transportam cálcio, processo ligado às origens de doenças neurológicas

Fonte

Universidade McGill

Data

sexta-feira, 1 março 2024 15:40

Áreas

Biologia. Bioquímica. Biotecnologia. Farmacologia. Fisiologia. Microbiologia. Neurociências. Saúde Pública.

Um novo estudo realizado por uma equipe de pesquisadores da Universidade McGill, no Canadá, e da Universidade Vanderbilt, nos Estados Unidos, está lançando luz sobre a compreensão das origens moleculares de algumas formas de autismo e deficiência intelectual.

Pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram capturar com sucesso imagens de resolução atômica do receptor ionotrópico de glutamato de movimento rápido (iGluR) enquanto ele transporta cálcio. Os iGluRs e sua capacidade de transportar cálcio são de vital importância para muitas funções cerebrais, como a visão ou outras informações provenientes de órgãos sensoriais. O cálcio também provoca mudanças na capacidade de sinalização dos iGluRs e nas conexões nervosas, que são eventos celulares essenciais para a capacidade de aprender novas habilidades e formar memórias.

Os iGluRs também são atores-chave no desenvolvimento do cérebro e foi demonstrado que sua disfunção por meio de mutações genéticas dá origem a algumas formas de autismo e deficiência intelectual. No entanto, questões básicas sobre como os iGluRs desencadeiam alterações bioquímicas na fisiologia do cérebro através do transporte de cálcio permanecem pouco compreendidas.

No estudo, os pesquisadores tiraram milhões de fotos da proteína iGluR no ato de transportar cálcio e descobriram inesperadamente uma bolsa temporária que retém o cálcio na parte externa da proteína. Com essas informações em mãos, eles usaram gravações eletrofisiológicas de alta resolução para observar a proteína em movimento enquanto transportava cálcio para a células nervosas.

“Os resultados são importantes porque descrevemos pela primeira vez o mecanismo pelo qual o cálcio é transportado, que em última análise impulsiona os processos celulares que levam à aprendizagem e à memória”, disse o Dr. Derek Bowie, principal autor do estudo publicado na revista científica Nature Structural & Molecular Biology e codiretor do grupo de Sistemas de Informação Celular da Faculdade de Ciências Biomédicas da Universidade McGill.

O mecanismo biológico descoberto não só é conservado entre todas as espécies de mamíferos, mas também é encontrado em organismos que se afastaram do caminho evolutivo dos humanos há mais de 500 milhões de anos. “O modelo original do design da proteína era tão bom que parece que a evolução não precisou alterá-lo”, disse o professor Derek Bowie.

“Visualizar os minúsculos íons e moléculas de água nos poros do canal usando a tecnologia crio-EM foi uma experiência incrível. Ela destacou uma antiga bolsa de ligação ao cálcio que pudemos compreender melhor de uma perspectiva funcional em colaboração com o Laboratório do professor Bowie. Nossa descoberta é fundamental para a sinalização de cálcio nos neurônios e levanta hipóteses interessantes sobre a função sináptica que poderiam ser testadas por experimentos no futuro”, disse o Dr. Terunaga Nakagawa, autor principal do estudo e professor do Departamento de Fisiologia Molecular e Biofísica da Escola de Medicina da Universidade Vanderbilt.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade McGill (em inglês).

Fonte: Claire Loewen, Universidade McGill. Imagem: Freepik.

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