Tantas enfermedades, incluyendo enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, se han relacionado con el funcionamiento defectuoso de las proteínas motoras en los sistemas de transporte celular, Comprender las complejidades de cómo funcionan las proteínas motoras en sus entornos de células nativas abarrotadas es esencial para comprender qué sale mal cuando funcionan incorrectamente. Los motores moleculares son proteínas especializadas que se unen a una variedad de orgánulos, referido como carga celular, y transportarlos a lo largo de los filamentos de microtúbulos (proteínas estructurales comúnmente conocidas como la autopista de la célula). Las proteínas motoras suelen trabajar en grupos, uniéndose a una carga y avanzando lentamente juntos a lo largo de la trayectoria del filamento en la celda.

En el estudio reciente, el apiñamiento macromolecular actúa como un regular físico de transporte intracelular, publicado en la revista Física de la naturaleza , El investigador principal y profesor asistente de física en NYU Abu Dhabi George Shubeita y su equipo presentan los hallazgos de que en un entorno de células nativas, que está lleno de una alta concentración de macromoléculas, el hacinamiento impacta significativamente en la velocidad de grupos de proteínas motoras, pero no proteínas motoras singulares. Las proteínas motoras se han aislado de las células y se han estudiado en un laboratorio. pero esta es la primera vez que la carga transportada por las proteínas motoras se ha estudiado tanto en su célula nativa como en un entorno que imita el entorno celular abarrotado.

Para simular la naturaleza abarrotada de las células, se aplicó albúmina de suero bovino (un suero concentrado con proteínas) a portaobjetos de vidrio, además de las proteínas motoras kinesin y los filamentos de microtúbulos. Utilizando la luz láser de pinzas ópticas para sondear el movimiento de motores individuales y grupos de motores, se encontró que en entornos más concurridos, era más probable que los motores se cayeran del filamento cuando se oponían. Por lo tanto, un grupo de motores se retrasaría cada vez que un motor singular cayera de la guía. Aunque se ha demostrado que los grupos de motores se ralentizan en entornos de células nativas, se utilizan comúnmente para transportar carga a largas distancias y superar los obstáculos que enfrentan en una celda abarrotada al compartir la carga, que los motores singulares no pueden hacer.

Nuestro trabajo destaca el equilibrio que regula la función de los motores para lograr un sistema de transporte robusto dentro de la celda compleja, ", dijo Shubeita." Transportar cargas a donde se necesitan dentro de la célula viva es importante para su supervivencia. Los motores moleculares actúan como nano-máquinas que logran esta tarea con la máxima precisión, a pesar de las obras internas extremadamente concurridas de la celda. Modelando el entorno de la célula, hemos desentrañado los detalles sobre el comportamiento de los motores en el cuerpo humano, lo cual es esencial para comprender qué sale mal cuando los motores se detienen para comportarse correctamente en caso de enfermedad ".