- O associado da MIT, Joey Davis, pesquisa como ribossomos são montados e como isso se relaciona a doenças, buscando entender as instruções de montagem dessas máquinas celulares.
- A montagem de ribossomos é flexível e dinâmica, não seguindo uma sequência rígida; as vias podem pular etapas e retomar mais tarde.
- O trabalho usa crio-eletrônica (cryo-EM) para observar estruturas com alto detalhamento; em 2021 foi criado o CryoDRGN, um modelo de IA para analisar dados de cryo-EM.
- Quando certas etapas da montagem são bloqueadas, aparecem várias estruturas diferentes, sugerindo que existem múltiplos caminhos de montagem.
- Futuramente, pretende-se aumentar a vazão do cryo-EM para gerar mais dados e melhorar modelos de predição de estruturas proteicas.
O biológo Joey Davis, da MIT, investiga como as células constroem estruturas complexas, com foco nos ribossomos, máquinas que constroem proteínas. O trabalho dele revela instruções de montagem que guiam a formação desses complexos vitais.
Davis aponta que o processo de montagem dos ribossomos é mais flexível do que o acoplamento rígido de uma construção. As vias de montagem podem pular etapas e retomar depois, sugerindo evoluções que favorecem caminhos não lineares.
O estudo busca entender como esses processos se formam e se desintegram, ligando proteções contra doenças a perguntas fundamentais da biologia. O objetivo de longo prazo é compreender como a natureza monta grandes complexos com rapidez.
Sobre o pesquisador
Davis começou a carreira inspirado pelo pai carpinteiro, o que o aproximou de construções em escalas menores, as moléculas e os ribossomos. Na Berkeley, combinou ciência da computação e engenharia biológica, explorando interações moleculares.
Durante o doutorado no MIT, ele investigou proteases AAA e como marcavam proteínas para destruição, abrindo caminho para a biologia sintética. Essa trajetória levou ao desenvolvimento de partes genéticas para produção de proteínas.
Metodologias e descobertas
Ao se juntar ao MIT em 2017, Davis montou um grupo diverso que cria ferramentas para responder a questões biológicas. O laboratório alterna entre desenvolver instrumentos e responder perguntas com eles.
Na montagem dos ribossomos, moléculas de RNA dobram-se para formar pontos de acoplamento que acolhem proteínas. O processo é rápido, ocorrendo em cerca de dois minutos, com milhares de ribossomos atuando a cada hora.
A técnica de crio-microscopia eletrônica (cryo-EM) captura esse fenômeno em detalhes. Imagens em duas dimensões são combinadas por algoritmos para gerar uma visão em 3D da estrutura ribossomal.
Avanços técnicos e próximos passos
Em 2021, o grupo desenvolveu o CryoDRGN, que usa redes neurais para analisar dados de cryo-EM e gerar o conjunto de estruturas presentes na amostra. Esse resultado indica várias rotas possíveis de montagem.
A pesquisa atual busca aumentar a vazão do cryo-EM para alimentar modelos de IA que prevêem estruturas de proteínas. Davis destaca o potencial de cobrir mais espaço de sequências ainda pouco previsível.
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