El profesor asistente de la Universidad de Rutgers, Zheng Shi, y el estudiante doctoral Huan Wang, ambos del Departamento de Química y Biología Química, emplean herramientas especializadas para explorar la propiedad de sustancias misteriosas conocidas como condensados biomoleculares. Crédito: Universidad Zheng Shi/Rutgers
Una colaboración de investigación internacional dirigida por los científicos de la Universidad de Rutgers a los nuevos científicos de Brunswick que examinó las manchas microscópicas de proteínas que se encuentran en las células humanas han descubierto que cierta morfación de una sustancia casi miel a una sólida sólida como un caramelo duro.
Estas misteriosas gotas, conocidas como condensados biomoleculares, se solidifican cuando llevan una alta proporción de la proteína alfa-sinucleína, los científicos informe en Avances científicos. Los grupos de alfa-sinucleína se encuentran comúnmente en las células cerebrales de personas con enfermedad de Parkinson.
Los científicos dijeron que su descubrimiento marca el primer esfuerzo exitoso conocido por cuantificar la dinámica de los condensados en las células vivas y destaca la importancia de estudiar las propiedades mecánicas de los condensados biomoleculares, que están vinculados a una amplia gama de funciones y enfermedades biológicas.
«Al medir cómo estos condensados cambian de líquido a sólido en los sistemas vivos, podemos comprender mejor cómo las enfermedades como el desarrollo y el progreso de Parkinson», dijo Zheng Shi, profesor asistente en el Departamento de Química y Biología Química en la Escuela de Artes y Ciencias de Rutgers y autor principal del estudio.
En los últimos 15 años, los científicos han empleado tecnologías avanzadas para lograr una mirada detallada a los condensados biomoleculares, que carecen de un límite de membrana. Los han designado como importantes para comprender la biología celular y los orígenes de la enfermedad.
Los científicos de Rutgers se han centrado en esas manchas microscópicas de proteínas con la esperanza de explorar nuevos mecanismos celulares.
«Nuestro estudio nos ha permitido identificar factores que desencadenan la transición líquida a sólida de estos condensados», dijo Shi, quien también es miembro del Programa de Farmacología del Cáncer en el Rutgers Cancer Institute of New Jersey.
En pacientes con Parkinson, las células cerebrales que producen dopamina, un químico cerebral que es crucial para el control del movimiento, DIE. La enfermedad progresa con el tiempo, con los síntomas que empeoran a medida que se pierden más neuronas.
La alfa-sinucleína juega un papel fundamental en la enfermedad de Parkinson, ya que la proteína se refiere mal y grupos, formando formas patológicas llamadas cuerpos de Lewy, que son tóxicos para las neuronas.
Para hacer sus hallazgos, los científicos desarrollaron un conjunto de herramientas que les permitirían superar las limitaciones anteriores que solo permitieron mediciones en los tubos de ensayo.
«Esto es emocionante porque nuestra técnica permite, por primera vez, la medición cuantitativa directa de las propiedades materiales de los condensados en células vivas», dijo Huan Wang, un estudiante doctoral en el Departamento de Química y Biología Química y el primer autor del estudio. «Es un salto tecnológico que abre nuevas formas de estudiar condensados de proteínas».
La clave era desarrollar herramientas tan pequeñas como el biomolecular se condensa a sí mismos que pudieran investigar los globos sin destruir las células que alojan estos condensados.
Los investigadores crearon pipetas microscópicas, llamadas micropipetas, para medir con precisión pequeños volúmenes de líquidos.
La técnica aprovechó el efecto capilar, un fenómeno físico en el que el líquido aumenta o disminuye espontáneamente en un espacio estrecho como un tubo de vidrio delgado.
Los científicos insertaron cuidadosamente micropipetas en los condensados, perforándolos y sacando el material líquido o sólido dentro. Al controlar la presión y observar cómo los condensados se deforman y fluyen dentro de la micropipeta, los científicos midieron propiedades importantes como la viscosidad (cuán gruesa es un líquido) y la tensión superficial (cómo se mantiene un líquido).
Los investigadores dijeron que su objetivo es continuar medir y comprender mejor las propiedades de los condensados en las células vivas y sus implicaciones para las enfermedades.
«Esto abre nuevas vías para la investigación sobre las primeras etapas de las enfermedades neurodegenerativas y su tratamiento», dijo Shi.
El grupo de Dragomir Milovanovic en el Centro Alemán para Enfermedades Neurodegenerativas en Berlín también contribuyó al estudio.
Más información:
Huan Wang et al, cuantificación de células vivas revela una regulación viscoelástica de condensados de sinapsina por α-sinucleína, Avances científicos (2025). Doi: 10.1126/sciadv.ads7627. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads7627
Citación: Los científicos revelan cómo una proteína vinculada a la enfermedad de Parkinson transforma los condensados biomoleculares (2025, 18 de abril) recuperó el 19 de abril de 2025 de https://phys.org/news/2025-04-scientists-reveal-proteína-proteína-Parkinson.html
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