Notícia

Nova técnica microscópica permite acesso a estruturas de RNA em tempo real

Fonte

Universidade Hokkaido

Data

quarta-feira, 8 fevereiro 2023 19:35

Áreas

Biologia. Biomedicina. Bioquímica. Biotecnologia. Envelhecimento. Imagens Médicas. Microbiologia. Neurociências. Saúde Pública.

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA), também conhecida como doença de Lou Gehrig ou doença de Stephen Hawking, é uma doença neurodegenerativa que resulta na perda gradual de controle sobre os músculos do corpo. Atualmente é incurável e a causa da doença é desconhecida em mais de 90% de todos os casos – embora se acredite que fatores genéticos e ambientais estejam envolvidos.

Os grupos de pesquisa do Dr. Akira Kitamura na Universidade Hokkaido, no Japão, e do Dr. Jerker Widengren, do Royal Institute of Technology (KTH), na Suécia, desenvolveram uma nova técnica que é capaz de detectar uma estrutura característica de RNA em tempo real em células vivas. A técnica, baseada na espectroscopia microscópica de fluorescência, foi publicada na revista científica Nucleic Acids Research.

“Um dos fatores genéticos que se acredita estar envolvido no desenvolvimento da ELA é uma sequência específica de RNA que forma uma estrutura de quatro cadeias, chamada G-quadruplex”, explicou o Dr. Akira Kitamura, primeiro autor do estudo. “Normalmente, essas estruturas regulam a expressão de genes. No entanto, uma mutação no cromossomo 9 em humanos resulta na formação de G-quadruplexes que podem desempenhar um papel em doenças neurodegenerativas, incluindo a ELA”, continuou o pesquisador.

Um dos maiores obstáculos para entender o papel exato dos G-quadruplexes na doença tem sido as limitações em estudar sua formação e localização dentro das células vivas em tempo real. Os grupos do Dr. Kitamura e do Dr. Widengren conseguiram desenvolver uma técnica simples, robusta e amplamente aplicável que resolve os problemas existentes.

A técnica rastreia um corante de cianina chamado Alexa Fluor 647 (AF647). Quando marcado para RNA, o estado ‘piscante’ de fluorescência do corante é alterado com a formação dos G-quadruplexes de RNA. Os grupos analisaram o RNA marcado com AF647 usando uma técnica de microscopia chamada monitoramento TRAST (TRAnsient STate) para detectar esse ‘piscar’ de fluorescência em tempo real.

“Visualmente, as mudanças resolvidas no tempo na intensidade da fluorescência aparecem piscando”, disse o Dr. Akira Kitamura, descrevendo a técnica. “No TRAST, expomos as células a um padrão específico de mudança de intensidade de luz e medimos a intensidade média da fluorescência emitida pelo corante ligado ao RNA nas células em intervalos de tempo específicos. Ao medir as mudanças nas propriedades de piscar, podemos distinguir as estruturas do RNA dentro da célula”.

A equipe calibrou seu experimento em condições de laboratório, determinando exatamente qual piscada de fluorescência correspondia aos G-quadruplexes de RNA. A partir desses dados, eles foram capazes de determinar a localização dos G-quadruplexes de RNA dentro das células vivas usando a técnica TRAST.

Este trabalho prova que os corantes de cianina podem fornecer parâmetros de leitura sensíveis nos estados de dobramento de G-quadruplexes de RNA em células vivas e até mesmo para células individuais. Isso, por sua vez, permite estudar os G-quadruplexes doe RNA na doença em tempo real em nível intracelular. A técnica também pode ser aplicada para estudar o dobramento e dobramento incorreto de proteínas nas células.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

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

Fonte: Universidade Hokkaido. Imagem: Adaptado de brgfx via Freepik.

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