Kristin Parent trazó un mapa de la estructura del virus Samba gigante con el microscopio crio-EM de MSU, que aparece en la portada de la revista Virus . Crédito:Universidad Estatal de Michigan
En un laboratorio de la Universidad Estatal de Michigan, Los científicos adoptaron un enfoque de bricolaje para construir un microscopio crioelectrónico adaptado que les permitió mapear un virus Samba gigante, uno de los virus más grandes del mundo.
"Si el virus del resfriado común se escala al tamaño de una escalera, entonces el virus Samba gigante es más grande que el Monumento a Washington, "dijo Kristin Parent, profesor asistente de bioquímica y biología molecular y coautor del artículo que aparece en la portada de la revista Viruses. "Cryo-EM nos permitió mapear la estructura de este virus y observar las proteínas que usa para ingresar, o ataque, células."
Parece contradictorio que los organismos más grandes sean más difíciles de ver, pero lo son cuando se usa microscopía crioelectrónica. Esto se debe a que estos microscopios generalmente se usan para observar muestras delgadas y no pueden descifrar organismos más grandes para revelar sus mecanismos biológicos. Para muestras gruesas, los científicos solo ven manchas de color gris oscuro o negro en lugar de ver el marco molecular.
Cryo-EM permitió al equipo de Parent obtener imágenes del virus Samba gigante y comprender las estructuras que le permiten ingresar a una ameba. Una vez dentro, Samba abre una de sus capas de cápside y libera su nucleocápside, que lleva la carga genética que desencadena una infección. Si bien no se sabe que Samba cause ninguna enfermedad en humanos, su primo, el mimivirus, puede ser el culpable de causar algunas dolencias respiratorias en humanos.
Jason Schrad, Estudiante de posgrado en bioquímica y biología molecular de la MSU, trabajó con Kristin Parent para mapear el virus Samba gigante. Crédito:MSU
"Si recoges un puñado de agua del lago Michigan, literalmente tienes más virus que personas en el planeta, "dijo Padre, quien publicó el artículo con Jason Schrad y Eric Young, Estudiantes graduados de bioquímica y biología molecular de la MSU. "Si bien los científicos no pueden estudiar todos los virus de la Tierra, los conocimientos que obtenemos de virus como el gigante Samba pueden ayudarnos a comprender los mecanismos de otros virus de su familia, cómo prosperan y cómo podemos atacarlos ".
A medida que las bacterias se vuelven más resistentes a los antibióticos, La búsqueda de nuevas formas de luchar contra las enfermedades seguirá adquiriendo una importancia cada vez mayor. El laboratorio de los padres también estudia cómo los virus que infectan las bacterias ingresan a las células usando este método, lo que potencialmente podría conducir a nuevos tratamientos antibacterianos. Sin embargo, el mejor microscopio crio-EM del mundo cuesta más de $ 5 millones. Limitado por fondos pero no por impulso, Parent pudo actualizar un microscopio existente en MSU para hacer crio-EM, uno que es el sueño de cualquier manitas.
Este microscopio electrónico de transmisión tradicional se actualizó con un criotaje, que mantiene los virus congelados en nitrógeno líquido mientras se estudian. Parent y su equipo luego agregaron un detector Direct Electron DE-20, una cámara potente:la pieza de resistencia del poderoso microscopio.
El padre no inventó cryo-EM, pero establecerlo en el campus sirve como una prueba de concepto viable para MSU, abriendo la puerta a muchas asociaciones interdisciplinarias. Esta microscopía de vanguardia tiene aplicaciones en muchos campos, desde aquellos que se dirigen a una sola proteína hasta otros que estudian células enteras. Prácticamente cualquier persona que estudie máquinas moleculares complejas puede avanzar en su trabajo con esta herramienta, Padre agregado.
Madre Kristin, Profesor asistente de la MSU de bioquímica y biología molecular, adoptó un enfoque de bricolaje para construir un microscopio crioelectrónico adaptado que le permitió mapear un virus Samba gigante, uno de los virus más grandes del mundo. Crédito:MSU
La madre ganó un premio AAAS Marion Milligan Mason para la mujer en las ciencias químicas. Este premio, su artículo en Virus y siendo la coautora que realizó el trabajo de crio-EM en un artículo reciente de Nature Communications, sienta las bases para algún día tener un microscopio crio-EM más avanzado alojado en MSU para poder realizar estudios estructurales de alta resolución.
"Hemos hecho bastante con nuestros recursos limitados, pero estamos preparados para hacer más "Creo que MSU podría servir como un centro crio-EM y aumentar la prevalencia de esta tecnología en el Medio Oeste y más allá", dijo Parent.
Como un ejemplo, Científicos de la Universidade Federal de Minas Gerais (Brasil) y la Universidade Federal do Rio de Janeiro (Brasil) también contribuyeron a este estudio y se beneficiaron de la tecnología que MSU tiene para ofrecer.
