Um modelo computacional da bactéria foi criado. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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Criou um modelo de computador de uma bactéria

01.08.2012

Pesquisadores da Universidade de Stanford e do Craig Venter Institute disseram na sexta-feira através da revista Cell que criaram um modelo computacional completo da bactéria e rastrearam, em nível molecular, todo o seu ciclo de vida entre as divisões.

A amostra foi retirada da bactéria patogênica Mycoplasma genitalium, a mesma que o Craig Venter Institute usou em 2008 para criar um cromossomo artificial. O motivo da escolha é simples - trata-se de uma bactéria com o menor genoma do mundo, composto por apenas 525 genes. No entanto, mesmo isso, o mais simples dos organismos vivos mais simples, exigia 128 computadores poderosos para trabalharem juntos para sua virtualização de computadores.

Embora os próprios pesquisadores interpretem o que fizeram como um "primeiro rascunho", o primeiro rascunho de M.genitalium, sem dúvida era um organismo unicelular completamente "vivo" contendo 28 tipos de moléculas em interação - RNA, DNA, proteínas e pequenas moléculas chamadas metabólitos - produtos da atividade vital celular. É curioso que o ciclo de vida de uma bactéria até sua divisão levasse de 9 a 10 horas de computador. Mais ou menos na mesma época, M.genitalium vive no mundo real.

O trabalho da equipe de Stanford já foi reconhecido como um grande avanço em uma direção científica muito jovem - a biologia da computação. Modelos de computador de células foram criados em vários laboratórios por cerca de uma década, mas são todos modelos muito aproximados que podem descrever apenas um pequeno número de funções e incluem o trabalho de apenas parte dos genes.

Agora, os pesquisadores estão enfrentando a próxima, à primeira vista, tarefa quase impossível - criar um modelo da bactéria Escherichia coli, que está envolvida na grande maioria dos experimentos microbiológicos. Seu DNA consiste em 4288 genes, ele se divide a cada 20-30 minutos e ultrapassa M.genitalium por ordens de grandeza em termos de número de interações moleculares. O professor associado de bioengenharia Markus Covert, que liderou o estudo, diz que uma E. coli virtual será criada por seu grupo em dois anos.

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A fome rejuvenesce as células-tronco 12.05.2018

As células-tronco, como você sabe, podem se dividir por muito tempo, enquanto algumas permanecem, como antes, células-tronco, e algumas se transformam em algumas células especializadas que desempenham determinadas funções. São as células-tronco que renovam nossos tecidos, substituindo células velhas e mortas por novas. Mas com o tempo, as células-tronco perdem a capacidade de se dividir infinitamente - como o resto do corpo, elas também envelhecem e seu suprimento diminui gradualmente, o que não pode deixar de afetar o estado dos órgãos que não podem mais ser renovados.

As células-tronco podem ser rejuvenescidas se forem deixadas morrer de fome. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts fizeram experimentos com células-tronco intestinais de camundongos, cujo trabalho é renovar o revestimento epitelial da parede intestinal. (Esse epitélio se desgasta rapidamente - em cinco dias, as células-tronco o alteram completamente.)

Depois que camundongos velhos foram mantidos famintos por um dia, as células-tronco foram retiradas de seus intestinos e forçadas a formar um "mini-intestino" - uma pequena organela que imita um pedaço de um intestino real. Vários tipos de células deveriam ter aparecido no "mini-intestino", formando Lieberkün, ou criptas intestinais - recessos tubulares do epitélio, assentados com células capazes de secretar muco, hormônios, capazes de absorver nutrientes, etc.

Obviamente, para fazer tal mini-órgão, as células-tronco tiveram que trabalhar muito. E com a ajuda do "mini-intestino" foi possível estabelecer que a fome dobra as habilidades regenerativas das células-tronco, que, depois de passar fome, se dividem mais ativamente e se transformam mais ativamente em outras células. Pode-se dizer que a fome rejuvenesceu as células-tronco velhas; no entanto, células retiradas de animais jovens também começaram a funcionar melhor por causa da fome.

Os pesquisadores conseguiram descobrir como o metabolismo muda nas células famintas: elas param de usar carboidratos como fonte de energia, passando a quebrar os ácidos graxos de forma intensa (ao mesmo tempo, os genes responsáveis pelo metabolismo da gordura são ativados nelas). É a quebra ativa de ácidos graxos que ajuda a restaurar as habilidades de "tronco" das células - se elas forem artificialmente proibidas de extrair energia dessa maneira, nenhuma fome as ajudará. Ao mesmo tempo, se as células recebem uma substância que pode ativar os genes para o metabolismo da gordura, as células rejuvenescem sem passar fome. Ou seja, o objetivo é ativar as reações de energia necessárias, e não importa como exatamente as ativamos.

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