quarta-feira, 9 de julho de 2014

Explorando algas para estudar neurônios

(Fonte: www.mundobiologia.com)
Acho que todo mundo sabe, ou imagina, que algas não têm neurônios, muito menos cérebro. Então qual é o sentido desse título? Essa é uma postagem para mostrar como um estudo exploratório pode revelar que a Natureza já tem pronto o que a gente fica anos tentando fazer trancados dentro de um laboratório.

Em 2005, o neurocientista Karl Deisseroth, da Universidade de Stanford nos Estados Unidos, desenvolveu um novo método para ativar neurônios em modelos experimentais em laboratório, usando luzes coloridas vinda de lasers. Para isso, é necessário que os cientistas façam com que os neurônios produzam proteínas especiais que “vejam” a luz, as chamadas opsinas (que estão presentes na sua retina e permitem que você enxergue as cores). Essa técnica foi batizada de optogenética e permite o estudo do funcionamento de células neuronais, sendo uma promessa para ajudar na compreensão de desordens de ansiedade, transtorno obessivo-compulsivo, vícios em drogas e outros problemas.

Mas, as opsinas usadas limitam as possibilidades da optogenética. Isso porque a maior parte delas é ativada por luz verde e azul, fazendo com que seja muito difícil usar duas delas ao mesmo tempo para ativar células diferentes. Para tentar resolver esse problema, os cientistas têm tentado modificar as opsinas existentes através de engenharia genética, alterando a sequência das proteínas para que elas passem a ser ativadas por luzes de outras cores, mas sem perder outras propriedades. Parece difícil, né? E é! Boa parte dos esforços tem sido em vão.

Até que pesquisadores dos Estados Unidos, China, Alemanha e Canadá se juntaram e tentaram uma abordagem diferente. A pergunta foi: será que já não existem opsinas diferentes, “prontas para usar”, em outros seres vivos por aí? O trabalho foi publicado na revista Nature Methods em Março.

Os cientistas estudaram quase 130 espécies de algas e descobriram 60 novas opsinas. Entre elas, duas bem interessantes para o avanço da optogenética. Uma delas é a primeira opsina descoberta ativada por luz amarela, o que pode permitir a ativação de duas células de modo independente usando cores diferentes. Os pesquisadores testaram essa proteína na famosa mosca-da-fruta Drosophila melanogaster e ela cumpriu bem o seu papel. A segunda é uma opsina aparentemente normal, que é ativada com luz verde. Porém, ela é mais rápida na ativação das células do que as conhecidas até então. Isso pode permitir estudos onde os neurônios precisam ser ativados muitas vezes em um espaço de tempo curto. Os cientistas também testaram essa dupla de proteínas em cérebros de camundongo e o sistema funcionou bem.

No futuro, essas novas proteínas encontradas em algas e que os cientistas, mesmo com muito esforço, não conseguiram produzir, vão poder ser usadas para aumentar nosso conhecimento sobre o funcionamento do nosso cérebro e coração.

Referência

KLAPOETKE, N. C.; MURATA, Y.; KIM, S. S.; PULVER, S. R.; BIRDSEY-BENSON, A.; CHO, Y. K.; MORIMOTO, T. K.; CHUONG, A. S.; CARPENTER, E. J.; TIAN, Z.; WANG, J.; XIE, Y.; YAN, Z.; ZHANG, Y.; CHOW, B. Y.; SUREK, B.; MELKONIAN, M.; JAYARAMAN, V.; CONSTANTINE-PATON, M.; WONG, G. K.; BOYDEN, E. S. Independent optical excitation of distinct neural populations. Nature Methods, v. 11, n. 3, p. 338-346, 2014.

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