A antena tem apenas cinco nanómetros de comprimento e, ao contrário das maiores que, esta não é feita para transmitir ondas de rádio.
De acordo com a Science Alert, o estudo publicado em dezembro na revista Nature Methods revela que a antena minúscula serve para recolher os segredos das proteínas em constante mudança.
A nanoantena é feita de ADN e as moléculas portadoras de instruções genéticas são cerca de 20.000 vezes mais pequenas do que um cabelo humano. O instrumento também é fluorescente, o que significa que utiliza sinais de luz para registar e reportar informação.
E esses sinais de luz podem ser utilizados para estudar o movimento e a mudança de proteínas em tempo real.
A inovação a destacar desta antena é a forma como a parte recetora é utilizada para sentir a superfície molecular da proteína que está a estudar. Isso resulta num sinal distinto quando a proteína está a cumprir a sua função biológica.
“Como um rádio de duas vias que pode receber e transmitir ondas de rádio, a nanoantena fluorescente recebe luz numa cor, ou comprimento de onda, e dependendo do movimento de proteínas que deteta, transmite então a luz de volta noutra cor, que podemos detetar“, explica Alexis Vallée-Bélisle, químico da Université de Montréal (UdeM) no Canadá.
Especificamente, a função da antena é medir as mudanças estruturais nas proteínas ao longo do tempo. As proteínas são moléculas grandes e complexas que realizam todo o tipo de tarefas essenciais no corpo, desde o apoio ao sistema imunitário até à regulação da função dos órgãos.
No entanto, à medida que as proteínas fazem o seu trabalho, sofrem constantes mudanças na estrutura, passando de estado para estado num processo altamente complexo que os cientistas denominam dinâmica proteica. E não existem boas ferramentas que acompanhem estas dinâmicas proteicas em ação.
“O estudo experimental de estados transitórios de proteínas continua a ser um grande desafio porque as técnicas de alta resolução estrutural, incluindo a ressonância magnética nuclear e a cristalografia de raios X, muitas vezes não podem ser aplicadas diretamente ao estudo de estados proteicos de curta duração”, explica a equipa.
A mais recente tecnologia de síntese de ADN, que esteve cerca de 40 anos em desenvolvimento, é capaz de produzir nanoestruturas à medida de diferentes comprimentos e flexibilidades, otimizadas para cumprir as funções requeridas.
Uma vantagem da antena feita de ADN relativamente a outras técnicas de análise é a capacidade de capturar estados proteicos com a vida muito curta.
Segundo os investigadores, significa que existem muitas aplicações potenciais, tanto na bioquímica como na nanotecnologia em geral.
“Por exemplo, fomos capazes de detetar, em tempo real e pela primeira vez, a função da enzima fosfatase alcalina com uma variedade de moléculas e drogas biológicas”, refere Scott Harroun, químico da UdeM.
“Esta enzima tem estado implicada em muitas doenças, incluindo vários cancros e inflamação intestinal”, acrescenta.
Ao explorar “a universalidade” da conceção da antena, a equipa testou com sucesso o instrumentos com três modelos diferentes de proteínas: estreptavidina, fosfatase alcalina e Proteína G. Mas há muito mais por vir, e uma das vantagens da nova antena é a sua versatilidade.
“As nanoantenas podem ser utilizadas para monitorizar mecanismos biomoleculares distintos em tempo real, incluindo pequenas e grandes alterações – em princípio, qualquer evento que possa afetar a emissão de fluorescência do corante“, escreveu a equipa no seu artigo.
O ADN está a tornar-se cada vez mais popular como um bloco de construção que podemos sintetizar e manipular para criar nanoestruturas como a antena. A química do ADN é relativamente simples de programar, e fácil de usar uma vez programada.
Os investigadores procuram agora criar uma startup comercial para que a tecnologia da nanoantena possa ser utilizada por outros, quer sejam organizações farmacêuticas ou outras equipas de investigação.
“Talvez o que mais nos entusiasma seja a perceção de que muitos laboratórios em todo o mundo, equipados com um espectrofluorómetro convencional, poderiam facilmente usar estas nanoantenas para estudar as proteínas, e identificar novos medicamentos ou desenvolver novas nanotecnologias“, conclui Vallée-Bélisle.
