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Ligação de carona: o sistema de transporte de mRNA foi descoberto em células cerebrais

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Ligação de carona: o sistema de transporte de mRNA foi descoberto em células cerebrais

resumo: Os pesquisadores fizeram grandes avanços na compreensão de como o mRNA é distribuído nas células cerebrais. Eles descobriram que um complexo de proteínas chamado FERRY ajuda os primeiros endossomos (EEs) a transportar mRNAs para partes distantes dos neurônios.

Usando microscopia eletrônica criogênica, eles mostraram a estrutura do FERRY e como ele se liga aos mRNAs. Esses achados podem aprofundar nossa compreensão dos distúrbios neurológicos causados ​​pela falha na transferência de mRNA.

Principais fatos:

  1. Descoberto por cientistas do MPI, o complexo de proteínas, FERRY, foi identificado como um componente crítico da transmissão de mRNA dentro das células cerebrais.
  2. Anteriormente subestimados, os primeiros endossomos (EEs) desempenham um papel fundamental na distribuição de mRNA, atuando como transportadores de mRNA, com a ajuda de FERRY.
  3. Usando microscopia crioeletrônica, os pesquisadores revelaram a estrutura complexa de FERRY e sua nova via de ligação ao RNA que está implicada em certos distúrbios neurológicos.

fonte: Instituto Max Planck

Equipes dos institutos MPI em Dresden, Dortmund, Frankfurt am Main e Göttingen unem forças para obter a primeira evidência de um complexo proteico envolvido na transmissão do RNA mensageiro nos neurônios..

Longe, tão perto!

“Essas publicações fornecem um grande avanço na elucidação dos mecanismos subjacentes à distribuição de mRNA nas células cerebrais”, diz Marino Zerial. As células produzem proteínas vitais usando mRNA como modelo e ribossomos como impressoras 3D.

No entanto, as células cerebrais têm um desafio logístico a superar: uma forma de árvore com galhos que podem se estender por centímetros no cérebro.

“Isso significa que milhares de mRNAs teriam que ser transportados para longe do núcleo, algo como um esforço logístico para abastecer adequadamente os supermercados de um país inteiro”, diz Jan Schumacher, primeiro autor do estudo.

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Até agora, os pesquisadores atribuíam o papel do transportador a compartimentos esféricos dentro da célula, chamados de endossomos latentes. No entanto, os cientistas do MPI argumentam que uma forma diferente de compartimentos, chamados endossomos iniciais (EEs), também são adequados como portadores de mRNA, devido à sua capacidade de viajar em ambas as direções ao longo das redes de estradas intracelulares.

Na primeira publicação, liderada por Marino Zerial do MPI em Dresden, os cientistas descobriram a função de um complexo de proteínas que eles chamaram de FERRY (cinco subunidades endossomais Rab5 e RNA/ribossomo intermediário).

Nos neurônios, o FERRY se liga aos EEs e age de forma semelhante a um cinto de conexão durante a transmissão: ele interage diretamente com o mRNA e o transporta para os EEs, que se tornam transportadores logísticos para o transporte e distribuição do mRNA nas células cerebrais.

Detalhes intrincados

Mas como o FERRY se relaciona com o mRNA? Foi quando o kit de Stefan Raunser do MPI Dortmund entrou em jogo.

Na segunda publicação, Denise Quentin et al. A microscopia crioeletrônica (crio-EM) foi usada para inferir a estrutura e as características moleculares de FERRY que permitem que o composto se ligue a EEs e mRNAs.

O novo modelo atômico 3D de FERRY, com uma resolução de 4 Ångstroms, mostra um novo modo de ligação de RNA, que inclui domínios em espiral. Os cientistas também explicaram como certas mutações genéticas afetam a capacidade de FERRY de se ligar ao mRNA, levando a distúrbios neurológicos.

“Nossa pesquisa estabelece as bases para uma compreensão mais abrangente dos distúrbios neurológicos causados ​​pela falha no transporte ou distribuição do mRNA, o que também pode levar à identificação de alvos terapeuticamente relevantes”, diz Raunser.

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Sobre esta notícia de genética e neurociência

autor: Johann Jarzombek
fonte: Instituto Max Planck
comunicação: Johann Jarzombek – Instituto Max Planck
foto: Imagem creditada a Neuroscience News

Pesquisa original: acesso livre.
Base estrutural para a ligação do mRNA pelo complexo efetor FERRY Rab5 humanoPor Stephan Raunser et al. célula molecular


um resumo

Base estrutural para a ligação do mRNA pelo complexo efetor FERRY Rab5 humano

Destaques

  • Ferry liga mRNA a endossomos iniciais no transporte de longo alcance de transcritos
  • Estrutura única semelhante a sinapse do complexo efetor FERRY Rab5 pentamérica
  • A complexa interface de ligação ao RNA inclui principalmente os domínios flexíveis em espiral do Fy-2
  • Mutações associadas a distúrbios neuronais prejudicam o agrupamento de Rab5 e FERRY

resumo

O complexo efetor FERRY Rab5 pentase é uma ligação molecular entre mRNA e endossomos iniciais na distribuição intracelular de mRNA.

Aqui, definimos a arquitetura crio-EM humana. Ele revela uma estrutura única semelhante a uma sinapse, diferente de qualquer estrutura conhecida de efetores de Rab.

Uma combinação de estudos funcionais e mutacionais revela que, embora a bobina enrolada C-terminal do Fy-2 sirva como uma região de ligação para Fy-1/3 e Rab5, tanto a bobina enrolada quanto o Fy-5 concordam em se ligar ao mRNA.

Mutações que causam truncamento de Fy-2 em pacientes com distúrbios neurológicos prejudicam a ligação de Rab5 ou a montagem do complexo FERRY. Assim, o Fy-2 atua como um hub de ligação que conecta todas as cinco subunidades complexas e medeia a ligação do mRNA e a internalização precoce via Rab5.

Nosso estudo fornece informações mecanísticas sobre o transporte de mRNA de longa distância e demonstra que a estrutura especial de FERRY está intimamente relacionada a um modo não descrito anteriormente de ligação de RNA, que inclui domínios em espiral.

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O mortal vírus do carrapato Powassan foi confirmado em Sharon, Massachusetts

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O mortal vírus do carrapato Powassan foi confirmado em Sharon, Massachusetts

Um caso confirmado do vírus Powassan foi relatado em Sharon, Massachusetts, pela primeira vez, e as autoridades estão alertando os residentes para tomarem precauções contra a doença transmitida por carrapatos. O vírus Powassan, como o Lyme, é transmitido por carrapatos infectados. Embora o número de casos notificados de pessoas infectadas com o vírus Powassan continue raro, aumentou nos últimos anos, de acordo com o Departamento de Saúde de Sharon. “Aqueles com quem me importo, pelo menos, saíram do outro lado. Não há cura real disponível, então isso segue seu curso”, disse a Dra. Alice Worsel, do Tufts Medical Center. Os sintomas geralmente começam entre uma semana. e um mês após a picada de um carrapato infectado Os sinais e sintomas incluem febre, dor de cabeça, vômito, fraqueza, confusão, perda de coordenação, dificuldades de fala e convulsões. , ou meningite, uma inflamação das membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal que pode ser fatal Depois de sair de casa, os médicos recomendam verificar se há carrapatos – em seu corpo, em seus filhos e em seus animais de estimação.

Um caso confirmado do vírus Powassan foi relatado em Sharon, Massachusetts, pela primeira vez, e as autoridades estão alertando os residentes para tomarem precauções contra a doença transmitida por carrapatos.

Vírus PowassanAssim como a doença de Lyme, é transmitida por carrapatos infectados. Embora o número de casos notificados de pessoas infectadas com o vírus Powassan continue raro, aumentou nos últimos anos, de acordo com o Departamento de Saúde de Sharon.

“Aqueles com quem eu me importava, pelo menos, saíram do outro lado. Não há cura real disponível, então isso segue seu curso”, disse a Dra. Alice Worsel, do Tufts Medical Center.

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Os sintomas da doença geralmente começam uma semana a um mês após a picada de um carrapato infectado.

Os sinais e sintomas incluem febre, dor de cabeça, vômitos, fraqueza, confusão, perda de coordenação, dificuldades de fala e convulsões.

O vírus pode causar encefalite, um inchaço fatal do cérebro, ou meningite, uma inflamação das membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal que pode ser fatal.

Depois de sair de casa, os médicos recomendam verificar se há carrapatos – em seu corpo, em seus filhos e em seus animais de estimação.

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A evidência indiscutível mais antiga do campo magnético da Terra foi descoberta na Groenlândia

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A evidência indiscutível mais antiga do campo magnético da Terra foi descoberta na Groenlândia

Um exemplo de formações ferríferas em faixas de 3,7 bilhões de anos encontradas na parte nordeste do cinturão supracrustal de Isua. Crédito: Claire Nicholls

Estudo colaborativo de Universidade de Oxford E Instituto de Tecnologia de Massachusetts A NASA revelou um registo do campo magnético da Gronelândia com 3,7 mil milhões de anos, mostrando que o antigo campo magnético da Terra era tão forte como é hoje, o que é crucial para proteger a vida, protegendo-a da radiação cósmica e solar.

Um novo estudo recuperou um registo do campo magnético da Terra com 3,7 mil milhões de anos, descobrindo que este se parece notavelmente semelhante ao campo que rodeia a Terra hoje. Os resultados foram publicados hoje (24 de abril) na revista Jornal de pesquisa geofísica.

Sem o campo magnético, a vida na Terra não seria possível, pois este nos protege da radiação cósmica prejudicial e das partículas carregadas emitidas pelo Sol (“vento solar”). Mas até agora, não há uma data confiável sobre quando o campo magnético moderno surgiu pela primeira vez.

Trabalho de campo, Isua, Groenlândia

Amostras foram extraídas ao longo dos transectos para comparar a diferença entre intrusões vulcânicas que datam de 3,5 bilhões de anos e as rochas circundantes que os pesquisadores mostraram conter um registro do campo magnético de 3,7 bilhões de anos. Crédito: Claire Nicholls

Exame de rochas antigas

No novo estudo, os pesquisadores examinaram uma antiga sequência de rochas contendo ferro de Isua, na Groenlândia. As partículas de ferro atuam efetivamente como pequenos ímãs que podem registrar a força e a direção do campo magnético à medida que o processo de cristalização as mantém no lugar. Os investigadores descobriram que as rochas que datam de 3,7 mil milhões de anos atrás tinham uma intensidade de campo magnético de pelo menos 15 microtesla, em comparação com o campo magnético moderno (30 microtesla).

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Estes resultados fornecem a estimativa mais antiga da força do campo magnético da Terra derivada de amostras de rochas inteiras, o que fornece uma avaliação mais precisa e confiável do que estudos anteriores que usaram cristais individuais.

Formação Ferrífera Bandada, Eswa, Groenlândia

A co-autora do estudo, Athena Easter, está em frente a uma grande área da Banded Iron Formation, o depósito rico em ferro do qual foram extraídos antigos sinais de campo magnético. Crédito: Claire Nicholls

Insights do estudo

A pesquisadora principal, Professora Claire Nicholls (Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Oxford), disse: “Extrair registros confiáveis ​​de rochas desta idade é extremamente difícil, e foi realmente emocionante ver os sinais magnéticos iniciais começando a surgir quando analisamos essas amostras em o laboratório.” . Este é um passo realmente importante à medida que tentamos determinar o papel do antigo campo magnético quando a vida apareceu pela primeira vez na Terra.

Embora a força do campo magnético pareça ter permanecido relativamente constante, sabe-se que o vento solar foi muito mais forte no passado. Isto sugere que a proteção da superfície da Terra contra os ventos solares aumentou ao longo do tempo, o que pode ter permitido que a vida se deslocasse para os continentes e saísse da proteção dos oceanos.

O campo magnético da Terra é criado pela mistura de ferro fundido no núcleo externo do líquido, impulsionado por forças de empuxo enquanto o núcleo interno se solidifica, criando um dínamo. Durante a formação inicial da Terra, o núcleo interno sólido ainda não havia se formado, deixando questões em aberto sobre como o campo magnético inicial foi mantido. Estas novas descobertas sugerem que o mecanismo que impulsionava o dínamo inicial da Terra era igualmente eficiente ao processo de solidificação que gera hoje o campo magnético da Terra.

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Compreender como a força do campo magnético da Terra muda ao longo do tempo também é fundamental para determinar quando o núcleo interno sólido da Terra começou a se formar. Isto nos ajudará a entender a rapidez com que o calor escapa do interior profundo da Terra, o que é fundamental para a compreensão de processos como as placas tectônicas.

Efeitos geológicos e meteorológicos

Um dos grandes desafios na reconstrução do campo magnético da Terra até agora é que qualquer evento que provoque o aquecimento das rochas pode alterar os sinais preservados. As rochas na crosta terrestre geralmente têm uma história geológica longa e complexa que apaga informações anteriores do campo magnético. No entanto, o cinturão supracrustal de Isoa tem uma geologia única, pois fica no topo da espessa crosta continental que o protege da atividade tectônica generalizada e da deformação. Isto permitiu aos investigadores construir um conjunto claro de evidências que apoiam a existência de um campo magnético há 3,7 mil milhões de anos.

Os resultados também podem fornecer novos insights sobre o papel do nosso campo magnético na formação da evolução da atmosfera da Terra como a conhecemos, especialmente no que diz respeito ao vazamento de gases da atmosfera. Um fenómeno actualmente inexplicável é a perda de gás xénon que não reagiu da nossa atmosfera há mais de 2,5 mil milhões de anos. O xénon é relativamente pesado e, portanto, é pouco provável que tenha simplesmente saído da nossa atmosfera. Recentemente, os cientistas começaram a investigar a possibilidade de remover partículas carregadas de xenônio da atmosfera por meio de um campo magnético.

No futuro, os investigadores esperam expandir o nosso conhecimento do campo magnético da Terra antes do aparecimento do oxigénio na atmosfera terrestre há cerca de 2,5 mil milhões de anos, examinando outras sequências de rochas antigas no Canadá, Austrália e África do Sul. Uma melhor compreensão da antiga força e variabilidade do campo magnético da Terra nos ajudará a determinar se os campos magnéticos planetários são necessários para hospedar vida na superfície do planeta e o seu papel na evolução da atmosfera.

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Referência: “Prováveis ​​​​Registros Eoarqueanos do Campo Geomagnético Preservados no Cinturão Supracrustal de Isua, Sudoeste da Groenlândia” por Clare I. O. Nicholls, Benjamin B. Weiss, Athena Easter, Craig R. Martin, Adam C. Maloof, Nigel M. Kelly, Mike J. Zawaski, Stephen J. Mojzis, E. Bruce Watson e Daniele J. Czerniak, 24 de abril de 2024, Jornal de Pesquisa Geofísica: Terra Sólida.
doi: 10.1029/2023JB027706

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Vela solar avançada da NASA implantada com sucesso no espaço: ScienceAlert

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Vela solar avançada da NASA implantada com sucesso no espaço: ScienceAlert

As velas solares são uma forma misteriosa e majestosa de viajar pelo golfo do espaço. Comparado aos navios à vela do passado, é uma das formas mais eficientes de impulsionar veículos no espaço.

Um foguete RocketLab Electron lançou na terça-feira o novo sistema avançado de vela solar composta da NASA. O objetivo é testar a implantação de grandes velas solares na órbita baixa da Terra, e a NASA confirmou na quarta-feira que implantou com sucesso uma vela de 9 metros.

Em 1886 o automóvel foi inventado. Em 1903, os humanos fizeram o primeiro voo motorizado. Apenas 58 anos depois, os humanos fizeram a sua primeira viagem ao espaço num foguetão. A tecnologia dos foguetes mudou dramaticamente ao longo dos séculos, sim, séculos.

O desenvolvimento do míssil começou no século 13, quando os chineses e os mongóis dispararam flechas de mísseis uns contra os outros. As coisas evoluíram um pouco desde então, e agora temos combustíveis sólidos e líquidos para foguetes, motores iônicos e velas solares com mais tecnologia nas asas.

Um foguete SpaceX Falcon 9 sobe de uma plataforma de lançamento na Flórida para enviar o módulo lunar Odysseus da Intuitive Machines ao espaço. (NASA/YouTube)

As velas solares são especialmente importantes porque aproveitam a energia do sol, ou da luz das estrelas, para impulsionar sondas através do espaço. A ideia não é nova: Johannes Kepler (famoso pelo movimento planetário) propôs pela primeira vez que a luz solar poderia ser usada para impulsionar naves espaciais no século XVII em seu trabalho intitulado “Somnium”.

Tivemos que esperar até o século XX para que o cientista russo Konstantin Tsiolkovsky demonstrasse o princípio de como as velas solares realmente funcionam.

Carl Sagan e outros membros da Sociedade Planetária começaram a propor missões utilizando velas solares nas décadas de 1970 e 1980, mas foi só em 2010 que vimos o primeiro veículo prático de vela solar, o IKAROS.

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Imagem da vela solar IKAROS totalmente implantada, capturada pela câmera de separação. (jaxá)

O conceito de velas solares é muito fácil de entender e baseia-se na pressão da luz solar. As velas são inclinadas para que os fótons atinjam e saltem da vela reflexiva para empurrar a espaçonave para frente.

É claro que são necessários muitos fótons para acelerar uma espaçonave usando luz, mas lentamente, com o tempo, torna-se um sistema de propulsão muito eficiente que não requer motores pesados ​​ou tanques de combustível.

Esta redução na massa tornou mais fácil a aceleração das velas solares pela luz solar, mas os tamanhos das velas eram limitados pelos materiais e pela estrutura das retrancas que as sustentavam.

A NASA está trabalhando para resolver o problema com sua tecnologia Solar Sail Boom de próxima geração. Seu avançado sistema de vela solar composta usa um CubeSat projetado pela NanoAvionics para testar a nova estrutura de suporte de lança composta.

É feito de materiais poliméricos flexíveis e fibra de carbono para criar uma alternativa mais rígida e leve aos atuais projetos de estruturas de suporte.

Na quarta-feira, 24 de abril, a NASA confirmou que o satélite CubeSat atingiu a órbita baixa da Terra e implantou uma vela de 9 metros. Eles agora estão operando a sonda e concluindo um contrato terrestre. Demorou cerca de 25 minutos para desdobrar a vela de 80 metros quadrados.

Se as condições forem adequadas, poderá ser visível da Terra, talvez rivalizando com Sirius em brilho.

Este artigo foi publicado originalmente por O universo hoje. Leia o Artigo original.

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