Prémio Nobel da Química 2017

Qual a vantagem de conhecer biomoléculas que são grandes e complexas?

Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson

lustrações de Niklas Elmehed | Nobel Media AB 2017

Maria José Calhorda
Imagem cedida por MJC

O Prémio Nobel da Química foi atribuído em 2017, em partes iguais, a três investigadores, Jacques Dubochet (Universidade de Lausana, Suiça), Joachim Frank (Universidade de Columbia, Nova Iorque, EUA) e Richard Henderson (Laboratório MRC de Biologia Molecular, Cambridge, UK) pelo desenvolvimento da microscopia crioelectrónica que permite a resolução da estrutura de biomoléculas em solução com alta resolução.

O grande avanço na determinação de estruturas de sistemas moleculares foi a cristalografia de raios-X, que durante o século XX permitiu a determinação da estrutura, com resolução atómica, para moléculas pequenas e, com elevada resolução (2-3 Å,) para as biomoléculas, como as proteínas. Contudo, esta técnica exige a utilização de cristais. Muitas biomoléculas não cristalizam facilmente e outras decompõem-se durante o processo.

Henderson teve a ideia de usar microscopia eletrónica de transmissão (TEM – transmission electron microscopy) para determinar as suas estruturas. Esta técnica permitia obter, com os equipamentos de alta resolução, certas estruturas moleculares, bidimensionais, com detalhe atómico, mas as biomoléculas geralmente perdiam a estrutura e decompunham-se nas condições operacionais (feixe de eletrões de alta energia e vácuo).

Os melhoramentos que permitiram resolver o problema envolveram dois aspetos. Um deles consistiu na análise e no tratamento dos dados experimentais, por meios matemáticos e computacionais, de modo a obter imagens bem definidas que pudessem mostrar o detalhe das estruturas. Foi este o campo de intervenção de Joachim Frank. O outro permitiu encontrar condições em que as biomoléculas mantivessem a sua identidade – forma e estrutura. Jacques Dubochet estudou meios de as proteger para evitar, por exemplo, a desidratação que levava ao seu colapso. A forma que veio a provar ser mais eficaz foi envolver as biomoléculas em estudo num filme fino de água e forçar a congelação de água na forma de vidro (amorfo) evitando a sua cristalização. Nada disto foi fácil e envolveu anos de trabalho das várias equipas até chegar à microscopia crioelectrónica.

Qual a vantagem de conhecer detalhadamente as estruturas das moléculas, em particular das biomoléculas que são grandes e complexas? Para além da sua beleza, o conhecimento das estruturas permite a conceção de fármacos destinados a alvos bem definidos, tornando essa conceção mais racional e menos aleatória.


Ilustração de Martin Högbom, disponível no site da Royal Swedish Academy of Science

 

Maria José Calhorda, professora do Departamento de Química e Bioquímica de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt

Na Science de 7 de outubro, no vol. 354, issue 6308, Pamela J. Hines explica como o cérebro se constrói, a mobilidade dos neurónios, das zonas onde proliferam para as localizações finais, e revela que qualquer problema que ocorra durante a migração pode afetar o desenvolvimento de uma criança, nos aspetos físicos e comportamentais.

A resistência aos antimicrobianos é um fenómeno inevitável, pelo que a vigilância, prevenção e controlo são fulcrais, mesmo que futuramente se desenvolvam novos antibióticos, pois será apenas uma questão de tempo até que a resistência a estes seja desenvolvida.

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O projeto RESISTIR coordenado por Ciências e pela Maxdata Software e cofinanciado pelo Portugal 2020 visa criar até abril de 2019 um sistema de informação - inovador, modular, inteligente e adaptável - para apoiar a tomada de decisão clínica no domínio da vigilância epidemiológica, resistência aos antimicrobianos, controlo de infeção e gestão hospitalar.

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A primeira entrega dos dados (data release) da missão Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA) ocorreu esta quarta-feira, 14 de setembro, quase três anos depois do seu lançamento e foi transmitida online pela ESA. De acordo com o comunicado de imprensa emitido por Ciências, o consórcio internacional inclui investigadores e engenheiros de quatro universidades portuguesas.

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Joaquim Alves Gaspar, de 67 anos, investigador pós-doutoral do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia, acaba de ser distinguido com uma Starting Grant do Conselho Europeu de Investigação, a primeira a ser atribuída a um membro da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Em entrevista a Ciências apresenta o projeto “The Medieval and Early Modern Nautical Chart: Birth, Evolution and Use” alvo desta distinção, no valor de 1,2 milhões de euros, bem como o homem que pretende causar um impacto significativo na História da Cartografia, demonstrando a eficácia das suas ferramentas e ajudando a criar uma nova geração de cientistas nesta área.

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"No momento atual o alerta de potencial erupção ainda não terminou uma vez que a atividade sísmica se mantém acima dos valores normais", escreve José Madeira em mais uma crónica de viagem.

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César Garcia, curador convidado do Museu Nacional de História Natural da Universidade de Lisboa, investigador do cE3c e antigo aluno de Ciências, é o autor de uma das fotografias premiadas, escolha do editor, no âmbito da 4.ª edição do BMC Ecology Image Competition, uma iniciativa da BioMed Central.

A equipa da UNDAC (United Nations Disaster Assessment and Coordination)/ERCC (European Response Coordination Centre) da Comissão Europeia (CE) tem feito avaliação dos planos de emergência existentes e suas lacunas ou melhoramentos necessários, bem como reuniões com os principais agentes intervenientes a nível local em caso de catástrofe ou emergência.

Cerca de 60 alunos da EB1 S. João de Brito,  Agrupamento de Escolas de Alvalade, visitaram em julho passado o Departamento de Biologia Animal de Ciências.

Desde a chegada da equipa UNDAC/ERCC a sismicidade tem-se mantido em níveis estáveis após dois dias iniciais em que se tinha tornado progressivamente mais superficial (1 km abaixo do nível do mar).

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