Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos! |
 |
Cerdanyola del Vallès, 22 juny 2023 L'EM01-Cryo-TEM, microscopi electrònic de transmissió que pertany a la plataforma JEMCA (Centre Conjunt de Microscòpia Electrònica a ALBA), va entrar en funcionament l’octubre del 2022 i està coordinat per l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC). És el segon microscopi d'aquest tipus a Espanya i és clau per resoldre de manera molt ràpida i amb gran resolució l'estructura de proteïnes que no es poden analitzar amb altres mètodes. Representa un gran avantatge per a la comunitat d'usuaris d'aquest àmbit de les ciències de la vida.
Un dels seus primers usuaris va ser el grup del Dr. Ernesto Arias, del CIB-CSIC, que va analitzar amb el EM01-Cryo-TEM unes proteïnes anomenades transposases. Les dades han ajudat a esclarir com aquests enzims catalitzen successos de reordenació en l’ADN que poden tenir àmplies repercussions en l’expressió gènica, l'evolució del genoma i la resistència a fàrmacs en bacteris.
Els transposons, una classe particular d'elements genètics mòbils, són seqüències d’ADN que tenen la capacitat de "saltar" entre diferents molècules. Sovint codifiquen almenys una proteïna, la transposasa, l’activitat enzimàtica de la qual és responsable de dur a terme la reacció de transferència de les cadenes d’ADN. Alguns elements mòbils s’usen com a eines biotecnològiques i estan mostrant un gran potencial en aplicacions d’edició genètica.
A més, l’activitat de reorganització de l’ADN de nombrosos transposons ha tingut profundes implicacions biològiques en tots els dominis de la vida. En concret, la família de transposons estudiada per l’equip del CIB-CSIC es troba en la majoria dels grups bacterians, incloses nombroses soques clíniques multiresistents, i ha tingut un paper clau en l’evolució de patògens humans com Yersinia pestis i Yersinia pseudotuberculosis, causants de les malalties infeccioses de la pesta i la pseudotuberculosi respectivament.
En aquest estudi, l’equip científic ha utilitzat enfocaments bioquímics i estructurals per definir com la transposasa IstA reconeix de manera específica les seqüències terminals del transposó. Les dades bioquímiques mostren que IstA s’uneix als extrems del transposó per formar un complex d’alt pes molecular.
Per comprovar això, els autors van venir al centre de microscòpia JEMCA, a l’ALBA, per realitzar estudis de crio-microscòpia electrònica al EM01-Cryo-TEM. Les imatges obtingudes van proporcionar informació clau per a resoldre l’estructura d’aquest complex transposasa + transposó amb una resolució atòmica. L’estructura corrobora les observacions bioquímiques i demostra que la transposasa forma un tetràmer capaç d’unir els extrems del transposó amb una configuració altament entrellaçada, que pot regular tant l’expressió de les proteïnes codificades pel propi transposó com la de gens veïns.
“Ara, amb aquest microscopi hem aconseguit tenir una gran eina per esbrinar les estructures de proteïnes en 3D, així com comprendre el seu context funcional en la cèl·lula biològica” comenta el Dr. Pablo Guerra, investigador de l’IBMB-CSIC i responsable del microscopi a l’ALBA. “Aconseguim fer fins a 300 fotografies per hora amb informació a escala atòmica”.
Aquetes troballes no només aporten informació sobre la transposició de la família de transposons estudiada, sinó que també indiquen com nombroses transposases poden reconèixer les repeticions terminals del transposó per evitar trencaments perjudicials en el cromosoma i facilitar la reacció de transposició.
El EM01-Cryo-TEM ha estat possible gràcies a la col·laboració de vàries entitats de recerca: l’Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC), que actua com a propietari de l’equip, el Sincrotró ALBA, on s’allotja microscopi, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), l’Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB Barcelona), el Centre de Regulació Genòmica (CRG), i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). El seu cofinançament ha sigut a través del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER), amb el suport del departament de Recerca i Universitats de la Generalitat de Catalunya, mitjançant l'ajut per a la realització de projectes cooperatius de creació, construcció, adquisició i millora d'equipaments i plataformes científiques i tecnològiques compartides, dins el marc del programa Operatiu FEDER de Catalunya 2014-2020.
Referència: IS21 family transposase cleaved donor complex traps two right-handed superhelical crossings. Mercedes Spínola-Amilibia, Lidia Araújo-Bazán, Álvaro de la Gándara, James M. Berger, Ernesto Arias-Palomo (2023) Nature Commun. DOI: 0.1038/s41467-023-38071-x
Amb la col·laboració de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia. El Sincrotró ALBA forma part de la xarxa d'Unitats de Cultura Científica i de la Innovació (UCC+i) de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia (FECYT) i ha rebut suport a través del projecte FCT-21-17088.
