resumo: Pesquisadores descobriram que a canalização de um único aminoácido em uma lesma marinha pode determinar quais receptores de neurônios são ativados, levando a diferentes tipos de atividades neuronais. Esta descoberta lança luz sobre como o cérebro pode regular a comunicação entre as células de maneiras diferentes.
fonte: Universidade de Nebraska Lincoln
Com a ajuda de algumas lesmas marinhas, químicos da Universidade de Nebraska-Lincoln descobriram que uma das menores modificações concebíveis em uma biomolécula pode levar a um dos maiores resultados imagináveis: direcionar a ativação de neurônios.
A descoberta veio do exame de peptídeos, que são cadeias curtas de aminoácidos que podem transmitir sinais entre células, incluindo neurônios, que povoam o sistema nervoso central e a corrente sanguínea da maioria dos animais.
Como muitas outras moléculas, um aminoácido em um peptídeo pode adotar uma das duas formas que apresentam os mesmos átomos, com a mesma conectividade, mas em direções de imagem especular: L e D.
Os químicos costumam pensar nessas duas direções como a mão esquerda e a direita de uma molécula. A orientação L é a mais comum em peptídeos, a ponto de ser considerada o padrão. Mas quando as enzimas transformam um L em um D, um flip aparentemente simples pode transformar, digamos, uma molécula potencialmente terapêutica em uma tóxica, ou vice-versa.
Agora, os químicos da Husker, James Checco, Baba Yussif e Cole Blasing, revelaram um papel inteiramente novo para essa reversão molecular. Pela primeira vez, a equipe mostrou que a orientação de um único aminoácido – neste caso, uma das dezenas encontradas em um neuropeptídeo de lesma do mar – pode ditar a probabilidade de o peptídeo ativar o receptor de um neurônio em relação a outro.
Uma vez que diferentes tipos de receptores são responsáveis por diferentes atividades neuronais, as descobertas apontam para outro meio pelo qual o cérebro ou o sistema nervoso podem regular as conexões labirínticas que sustentam a vida entre suas células.
“Descobrimos uma nova forma de funcionamento da biologia”, disse Chico, professor assistente de química em Nebraska. “É a maneira da natureza de ajudar a garantir que o peptídeo entre em uma via de sinalização em vez de outra. Entender mais sobre essa biologia nos ajudará a tirar proveito disso em aplicações futuras.”
O interesse de Checco pela sinalização de neuropeptídeos remonta ao seu tempo como pesquisador de pós-doutorado, quando se deparou com o primeiro estudo a mostrar evidências de um peptídeo com um D-aminoácido que ativa receptores neuronais em lesmas marinhas. Esse receptor em particular só respondeu ao peptídeo quando continha um D-aminoácido, fazendo com que seu L para D virasse como um botão liga/desliga.
No final, o próprio Checco definiria um segundo futuro. Em contraste com o que inicialmente o intrigou, o receptor Checco respondeu tanto a um peptídeo contendo todos os aminoácidos L quanto ao mesmo peptídeo com D.
Mas o receptor também foi mais responsivo a todo o peptídeo L, ativando-se quando introduzido em concentrações menores do que sua contraparte contendo D. Em vez de um botão liga/desliga, Checco parece ter encontrado algo mais semelhante a um dimmer.
“Ficamos nos perguntando: essa é toda a história?” disse Checo. “O que realmente está acontecendo? Por que fazer essa molécula D se ela é pior na ativação do receptor?”
As últimas descobertas da equipe, detalhadas no diário Anais da Academia Nacional de Ciências, Dica para uma resposta inspirada por uma hipótese. A equipe pode ter pensado que existem outros receptores na lesma do mar que são sensíveis a esse peptídeo contendo D. Se assim for, alguns desses receptores podem ter respondido de forma diferente.
Youssef, um estudante de doutorado em química, começou a trabalhar em busca de receptores de lesmas-do-mar cujos projetos genéticos fossem semelhantes aos descobertos por Checco. Ele acabou reduzindo a lista de candidatos, que a equipe então clonou e conseguiu expressar nas células antes de apresentá-los ao mesmo peptídeo contendo D de antes.
Um dos receptores respondeu. Mas esse receptor – em uma performance de imagem espelhada do Checco original – respondeu muito melhor ao peptídeo contendo D do que à sua contraparte do tipo L.
“Você pode ver uma mudança muito interessante”, disse Chico, “onde D é agora, de fato, muito mais poderoso que L na ativação desse novo receptor”.
Na verdade, a equipe percebeu que a direção desse único aminoácido estava direcionando o peptídeo para ativar um ou outro receptor. Em seu estado L completo, o neurotransmissor favoreceu a origem Checco. Quando o L se transformou em um D, por outro lado, foi para o novo candidato de Joseph.
O sistema nervoso central depende de diferentes tipos de neurotransmissores para enviar diferentes sinais a diferentes receptores, sendo os mais conhecidos a dopamina e a serotonina. Dada a extrema complexidade e sutileza da sinalização em muitos animais, Checco disse que fazia sentido que eles desenvolvessem maneiras igualmente sofisticadas de ajustar os sinais enviados por um único neuropeptídeo.
“Esses tipos de processos de comunicação precisam ser muito, muito estruturados”, disse Chico. “Você precisa fazer a molécula certa. Ela precisa ser liberada na hora certa. Ela precisa ser liberada no local certo. Ela tem que, de fato, degradar em um determinado período de tempo, então você não tem muitos sinais.”
Ele disse: “Então você tem todos esses regulamentos, e agora é um nível totalmente novo.”
“Descobrimos uma nova forma de funcionamento da biologia”, disse Chico, professor assistente de química em Nebraska. A imagem é de domínio público
Infelizmente para Checco e outros como ele, é difícil identificar peptídeos D-aminoácidos naturais usando dispositivos disponíveis na maioria dos laboratórios. Ele suspeita que seja uma das razões, pelo menos até agora, que nenhum peptídeo contendo D foi encontrado em humanos. Ele também suspeita que isso vai mudar – e quando isso acontecer, pode ajudar os pesquisadores a entender melhor a função e a disfunção relacionada à doença dos sinais no cérebro.
“Acho provável que encontremos peptídeos com esse tipo de modificação em humanos”, disse Chico. Isso potencialmente abre novos caminhos terapêuticos em relação a esse objetivo específico. Entender mais sobre como essas coisas funcionam pode ser emocionante lá.”
Enquanto isso, Checco, Yussif e Blasing, duplamente graduado em bioquímica e química, estão ocupados tentando responder a outras perguntas. Para começar, eles se perguntam se todos os peptídeos contendo L ou D – mesmo aqueles com potencial igual para ativar um receptor – podem ativar esse receptor de maneiras diferentes, com diferentes consequências celulares. E a busca por receptores também não vai parar.
“Esse é um dos sistemas receptores, mas tem outros”, disse Chico. “Então, acho que queremos começar a expandir e descobrir novos receptores para mais desses peptídeos, para realmente obter uma visão mais ampla de como essa modificação afeta a sinalização e a função.
“Onde eu realmente quero levar esse projeto adiante a longo prazo”, disse ele, “é ter uma ideia melhor, em toda a biologia, do que essa modificação faz”.
O resumo foi criado com bater papo tecnologia de inteligência artificial
Sobre esta notícia de pesquisa em neurociência
autor: Scott Schrag fonte: Universidade de Nebraska Lincoln comunicação: Scott Schrag – Universidade de Nebraska-Lincoln foto: A imagem é de domínio público
A isomerização dos resíduos intrínsecos de l a d aminoácidos modula a seletividade entre os membros da distinta família de receptores de neuropeptídeos.
A l- a d- isomerização de resíduos de aminoácidos de neuropeptídeos é uma modificação pós-traducional não estudada encontrada em animais em muitos filos. Apesar de sua importância fisiológica, pouca informação está disponível sobre o efeito da isomerização do autopeptídeo no reconhecimento e ativação do receptor. Como resultado, os papéis completos que o isomerismo peptídico desempenha na biologia são pouco compreendidos.
Aqui, definimos que Aplicia O sistema de sinalização do peptídeo associado à latotropina (ATRP) usa uma isomerização de resíduos de l a d de um único resíduo de aminoácido em um ligante de neuropeptídeo para modular a seletividade entre dois receptores acoplados à proteína G (GPCRs).
Primeiro identificamos um novo receptor ATRP que é seletivo para a isoforma D2-ATRP, que carrega um único resíduo de d-fenilalanina na posição 2. diastereômeros endógenos de ATRP, bem como peptídeos.O homólogo tóxico de um predador carnívoro.
Descobrimos que o sistema ATRP exibia sinalização dupla por meio de GαF e Gαs vias, e cada receptor foi ativado seletivamente por um diastereômero de ligante de ocorrência natural sobre o outro. No geral, nossos resultados fornecem informações sobre um mecanismo inexplorado pelo qual a natureza regula a comunicação intercelular.
Dados os desafios na detecção de isomerização de resíduos l para d de misturas complexas de novo e na identificação de receptores para novos neuropeptídeos, é provável que outros sistemas de receptores de neuropeptídeos também usem alterações na estereoquímica para modular a seletividade do receptor de maneira semelhante a essas . Descubra aqui.
Os pesquisadores descobriram uma rara partícula de poeira em um meteorito, feita de uma estrela diferente do nosso Sol. Usando tomografia de sonda atômica avançada, eles analisaram a proporção única de isótopos de magnésio da partícula, revelando sua origem em um tipo recentemente identificado de supernova que queima hidrogênio. Esta descoberta fornece insights mais profundos sobre eventos cósmicos e formação de estrelas. Crédito: SciTechDaily.com
Os cientistas descobriram uma partícula de meteorito com uma proporção isotópica de magnésio sem precedentes, sugerindo a sua origem numa supernova que queima hidrogénio.
A pesquisa descobriu uma rara partícula de poeira presa em um antigo meteorito extraterrestre, formado por uma estrela diferente do nosso Sol.
A descoberta foi feita pela autora principal, Dra. Nicole Neville, e colegas durante seus estudos de doutorado na Curtin University, que agora trabalha no Instituto de Ciência Lunar e Planetária em colaboração com… NASACentro Espacial Johnson.
Meteoritos e grãos pré-solares
Os meteoritos são feitos principalmente de material formado em nosso sistema solar e também podem conter pequenas partículas originárias de estrelas que nasceram muito antes do nosso sol.
Evidências de que essas partículas, conhecidas como grãos pré-solares, são restos de outras estrelas foram encontradas através da análise dos diferentes tipos de elementos encontrados dentro delas.
Técnicas analíticas inovadoras
Dr. Neville usou uma técnica chamada milho Sonda de tomografia para analisar partículas, reconstruir a química em nível atômico e acessar as informações ocultas nelas.
Dr Neville disse: “Essas partículas são como cápsulas do tempo celestiais, fornecendo um instantâneo da vida de sua estrela-mãe”.
“Os materiais criados no nosso sistema solar têm proporções previsíveis de isótopos – diferentes tipos de elementos com diferentes números de nêutrons. A partícula que analisamos tem uma proporção de isótopos de magnésio que é diferente de qualquer coisa no nosso sistema solar.
“Os resultados foram literalmente fora dos gráficos. A proporção isotópica mais extrema para o magnésio de estudos anteriores de grãos pré-solares foi de cerca de 1.200. O grão em nosso estudo tem um valor de 3.025, o valor mais alto já descoberto.
“Esta razão isotópica excepcionalmente elevada só pode ser explicada pela formação num tipo de estrela recentemente descoberto – uma supernova que queima hidrogénio.”
Avanços na astrofísica
O coautor, Dr. David Saxey, do Centro John D. Laiter em Curtin, disse: “A pesquisa abre novos horizontes na forma como entendemos o universo, ultrapassando os limites das técnicas analíticas e dos modelos astrofísicos.
“A sonda atômica nos deu todo um nível de detalhe que não conseguimos acessar em estudos anteriores”, disse o Dr. Saksi.
“Uma supernova que queima hidrogênio é um tipo de estrela que só foi descoberta recentemente, mais ou menos na mesma época em que estávamos analisando a minúscula partícula de poeira. Usar uma sonda atômica neste estudo nos dá um novo nível de detalhe que nos ajuda a entender como essas estrelas forma.”
Vinculando resultados de laboratório a fenômenos cósmicos
O co-autor, Professor Phil Bland, da Curtin School of Earth and Planetary Sciences, disse: “Novas descobertas do estudo de partículas raras em meteoritos permitem-nos obter informações sobre eventos cósmicos fora do nosso sistema solar.
“É simplesmente incrível poder correlacionar medições em escala atômica em laboratório com um tipo de estrela recentemente descoberto.”
Pesquisa intitulada “Elemento atômico e investigação isotópica 25Poeira estelar rica em magnésio de supernovas que queimam H. Foi publicado em Jornal Astrofísico.
Referência: “Elemento em escala atômica e investigação isotópica 25“Poeira estelar rica em Mg de uma supernova que queima H”, por N. D. Nevill, P. A. Bland, D. W. Saxey, W. D. A. Rickard e P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman e L. Daly e SM Reddy, 28 de março de 2024, Jornal Astrofísico. doi: 10.3847/1538-4357/ad2996
As preocupações sobre a doença debilitante crônica aumentaram depois que surgiu um relato de caso de dois caçadores que desenvolveram distúrbios neurológicos e morreram após comerem carne de veado de um grupo de cervos que pode ter sido infectado com a “doença dos cervos zumbis”.
o Relatório sobre pescadores Quem morreu em 2022, e que foi apresentado no início de abril na reunião anual da Academia Americana de Neurologia, não foi comprovada a transmissão da infecção. Doença debilitante crônica (CWD) de cervos a humanos, escrevem pesquisadores do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas, em San Antonio.
No entanto, o caso “ressalta a necessidade de uma investigação mais aprofundada sobre os riscos potenciais do consumo de cervos infectados com CWD e suas implicações para a saúde pública”, escreveram os pesquisadores.
Não houve casos de CWD em pessoas relatadas até o momento, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. Mas estudos anteriores levantaram preocupações de que a CWD poderia “representar um risco para as pessoas”. Direção-Geral da Saúde “, sugerindo que “é importante prevenir a exposição humana à CWD”.
Aqui está o que você deve saber sobre as mortes de caçadores furtivos e a resposta do CDC ao relatório.
Ele assiste:Uma ursa esperta salva a vida de seu filhote depois que ele caiu de uma ponte em um rio
CDC: A carne de veado não causou doenças ou morte em caçadores
Para o relatório de 2022, a agência concordou com os investigadores “que há uma necessidade de uma investigação cuidadosa da doença debilitante crónica (CWD) como um risco potencial para a saúde das pessoas”, disse o epidemiologista do CDC, Ryan Maddox, numa declaração ao USA TODAY.
Mas ele disse que o CDC revisou os casos de 2.022 e considerou as mortes dos dois homens “parte do número normal de casos da doença de Creutzfeldt-Jakob que vemos nos Estados Unidos”.
Os homens morreram após contrair a doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ), que, tal como a CWD, é uma doença priónica, uma classe de distúrbios neurológicos fatais, que pode afectar humanos e animais, geralmente progride rapidamente e é quase sempre fatal. em Doenças príonAlgumas proteínas no cérebro começam a dobrar-se de forma anormal, causando danos cerebrais e outros sintomas, afirma o Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC).
“Um histórico de caça e/ou consumo de carne de veado não significa que alguém contraiu a doença de Creutzfeldt-Jakob dessa forma”, disse Maddox. “Muitos americanos caçam e comem carne de veado. Alguns podem desenvolver a doença de Creutzfeldt-Jakob de forma intermitente por acidente e outros não.”
O que é doença debilitante crônica?
Doença debilitante crônica (CWD), em cervos, alces e outros animais, resulta em perda de peso, falta de coordenação, tropeços, letargia, perda de peso, baba e falta de medo das pessoas, daí o termo “Doença do cervo zumbi.”
Foi identificado pela primeira vez em cervos em cativeiro em um centro de pesquisa no Colorado no final dos anos 1960. CWD apareceu em cervos selvagens em 1981, e desde então foram relatados em cervos, alces e alces em 33 estados, de acordo com Pesquisa Geológica dos EUA.
Os cientistas estavam preocupados com a CWD porque a doença da vaca louca, ou encefalopatia espongiforme bovina, atingiu os humanos no Reino Unido na década de 1990.
“Sabemos que as doenças por príons podem ser transmitidas de animais para humanos, como vimos no caso da doença das vacas loucas”, disse Maddox. “Estão em andamento estudos para avaliar se a CWD pode representar um risco para as pessoas. O aumento no número anual de casos da doença de Creutzfeldt-Jakob nos Estados Unidos pode ser explicado pelo envelhecimento da população, melhoria da vigilância e melhores testes”.
Ele disse que alguns aspectos dos casos dos pescadores apontam para a clássica doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ), em vez de um distúrbio neurológico mais recente causado pela CWD.
As doenças por príons geralmente levam muitos anos para causar sintomas nas pessoas. “Os homens morreram da doença de Creutzfeldt-Jakob antes ou na mesma época em que a CWD foi encontrada na área onde caçavam, o que não deixou tempo para um longo período de incubação”, disse Maddox.
Suas idades, sintomas e alterações cerebrais “eram consistentes com o que normalmente vemos na doença clássica esporádica de Creutzfeldt-Jakob não atribuível à CWD”, disse ele. Quando a variante da doença de Creutzfeldt-Jakob apareceu como resultado da “doença da vaca louca”, os infectados eram mais jovens e apresentavam sintomas diferentes, disse Maddox.
Os estudos atuais não mostram um aumento nas taxas da doença de Creutzfeldt-Jakob em caçadores do Colorado. “Os resultados até agora são tranquilizadores”, disse ele. “O número de casos da doença de Creutzfeldt-Jakob ou de outras doenças priónicas nesta população caçadora não foi superior ao que esperaríamos na população em geral.”
Doença debilitante crônica: dicas para reduzir riscos ao caçar cervos e alces
Não atire, manuseie ou coma carne de veado ou alce que pareça doente ou esteja agindo de forma estranha. Da mesma forma, não manuseie ou coma animais atropelados.
Use luvas de látex ou látex ao vestir o animal ou manusear a carne. Não use facas domésticas ou outros utensílios de cozinha para preparar o campo.
Evite manusear órgãos de animais, especialmente tecido cerebral ou medula espinhal.
Verifique as diretrizes estaduais de vida selvagem e saúde pública para ver se o teste CWD para animais é recomendado ou exigido onde você caça.
Considere cuidadosamente testar seu cervo ou alce para CWD antes de comer a carne. Se o teste do seu animal for positivo para CWD, não coma a carne desse animal.
Se você tiver um cervo ou alce processado comercialmente, considere solicitar que seu animal seja processado individualmente para evitar misturar carne de vários animais.
Os cientistas estão se concentrando na detecção de sulfeto de dimetila (DMS) em sua atmosfera.
O Telescópio Espacial James Webb (JWST), o telescópio mais poderoso já lançado, está pronto para iniciar uma missão de observação crucial na busca por vida extraterrestre.
Como reportado vezes, O telescópio irá focar-se num planeta distante que orbita uma estrela anã vermelha, K2-18b, localizada a 124 anos-luz de distância.
K2-18b chamou a atenção dos cientistas devido à sua capacidade de abrigar vida. Acredita-se que seja um mundo coberto por oceanos e cerca de 2,6 vezes maior que a Terra.
O elemento-chave que os cientistas procuram é o sulfeto de dimetila (DMS), um gás com uma propriedade notável. Segundo a NASA, o DMS é produzido na Terra apenas pela vida, principalmente pelo fitoplâncton marinho.
A presença de DMS na atmosfera de K2-18b seria uma descoberta importante, embora o Dr. Niku Madhusudan, astrofísico principal do estudo de Cambridge, acautele contra tirar conclusões precipitadas. Embora os dados preliminares do Telescópio Espacial James Webb indiquem uma alta probabilidade (mais de 50%) da presença do DMS, são necessárias análises mais aprofundadas. O telescópio dedicará oito horas de observação na sexta-feira, seguidas de meses de processamento de dados antes de chegar a uma resposta definitiva.
A falta de um processo natural, geológico ou químico conhecido para gerar DMS na ausência de vida acrescenta peso à excitação. No entanto, mesmo que isto se confirme, a enorme distância entre o K2-18b representa um obstáculo tecnológico. Viajando à velocidade da sonda Voyager (38.000 mph), a sonda levaria 2,2 milhões de anos para chegar ao planeta.
Apesar da sua enorme distância, a capacidade do Telescópio Espacial James Webb de analisar a composição química da atmosfera de um planeta através da análise espectroscópica da luz estelar filtrada através das suas nuvens fornece uma nova janela para a possibilidade de vida extraterrestre. Esta missão tem o potencial de responder à antiga questão de saber se estamos realmente sozinhos no universo.
As próximas observações também visam esclarecer a presença de metano e dióxido de carbono na atmosfera do K2-18b, potencialmente resolvendo o “problema da falta de metano” que tem intrigado os cientistas há mais de uma década. Embora o trabalho teórico sobre fontes não biológicas do gás prossiga, as conclusões finais são esperadas nos próximos quatro a seis meses.
