{"id":17714,"date":"2017-10-11T10:41:28","date_gmt":"2017-10-11T10:41:28","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.staging.wpengine.com\/?p=17714"},"modified":"2022-01-21T15:40:23","modified_gmt":"2022-01-21T18:40:23","slug":"trio-vence-nobel-de-quimica-por-fotografias-da-vida-molecular","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/trio-vence-nobel-de-quimica-por-fotografias-da-vida-molecular\/","title":{"rendered":"Trio vence Nobel de Qu\u00edmica por ‘fotografias’ da vida molecular"},"content":{"rendered":"

Folha de S\u00e3o Paulo<\/a>, 4\/outubro de 2017<\/p>\n

As fotografias, filmes e movimentos da vida foram os premiados no Nobel de Qu\u00edmica deste ano. Se estiver achando muito po\u00e9tico, o nome t\u00e9cnica premiada \u00e9 criomicroscopia eletr\u00f4nica.<\/p>\n

Os laureados foram Jacques Dubochet, da Universidade de Lausanne, Joachim Frank, da Universidade Columbia e Richard Henderson, da Universidade de Cambridge.<\/p>\n

“Achava que o pr\u00eamio iria para o Crispr [mecanismo de edi\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica]”, afirmou Joachim Frank \u00e0\u00a0Folha<\/b>. “Pelo sotaque sueco eu soube o que era”, disse, com a tranquilidade de quem ganhou um Nobel nesta quarta (4).<\/p>\n

Com a criomicroscopia \u00e9 poss\u00edvel congelar mol\u00e9culas em meio a processos bioqu\u00edmicos, e, dessa forma, visualizar e analisar com precis\u00e3o a superf\u00edcie delas e o funcionamento do maquin\u00e1rio org\u00e2nico. A t\u00e9cnica, por exemplo, foi utilizada no estudo do v\u00edrus da zika durante o surto de microcefalia no Brasil.<\/p>\n

O m\u00e9todo \u00e9 uma evolu\u00e7\u00e3o da microscopia eletr\u00f4nica \u2013\u00e1rea de pesquisa Henderson\u2013, que permitia, a partir do uso de um feixe de el\u00e9trons, a visualiza\u00e7\u00e3o de min\u00fasculas estruturas e at\u00e9 mesmo a posi\u00e7\u00e3o individual de \u00e1tomos em equipamentos de alta resolu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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Um dos problemas do microsc\u00f3pio eletr\u00f4nico \u00e9 o fato de o feixe de el\u00e9trons incinerar o material biol\u00f3gico analisado, como o DNA e prote\u00ednas. Al\u00e9m disso, o microsc\u00f3pio eletr\u00f4nico necessita de v\u00e1cuo para seu funcionamento, o que tamb\u00e9m danifica as mol\u00e9culas vivas observadas, secando-as e tornando menos precisas as imagens obtidas.<\/p>\n

Mesmo com todos esses problemas, Henderson foi capaz de, pela primeira vez, conseguir apresentar a imagem da estrutura at\u00f4mica de uma prote\u00edna.<\/p>\n

Ao mesmo tempo, Frank, da Universidade de Columbia, trabalhava em uma forma de gerar imagens tridimensionais de mol\u00e9culas.<\/p>\n

Para isso, o cientista se utilizou do microsc\u00f3pio eletr\u00f4nico e das imagens bidimensionais que este gerava. Frank, ent\u00e3o, jogava essa informa\u00e7\u00e3o em um software desenvolvido por ele que, a partir do reconhecimento dos diferentes \u00e2ngulos da mol\u00e9cula analisada, conseguia criar uma imagem 3D da part\u00edcula.<\/p>\n

Mesmo assim, persistiam os problemas de an\u00e1lise de material vivo pela microscopia eletr\u00f4nica. E \u00e9 a\u00ed que entra Dubochet.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
NOBEL 2017<\/th>\n<\/tr>\n
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Nobel de Fisiologia ou Medicina vai para pesquisas sobre rel\u00f3gio biol\u00f3gico<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Nobel de F\u00edsica vai para cientistas que detectaram ondas gravitacionais<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Trio vence Nobel de Qu\u00edmica por ‘fotografias’ da vida molecular<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

VIDRO<\/b><\/p>\n

Para transpor os problemas da an\u00e1lise com microsc\u00f3pios eletr\u00f4nicos, o pesquisador da Universidade de Lausanne teve a ideia de congelar em alt\u00edssima velocidade o material org\u00e2nico analisado. Para isso, usou o processo conhecido como vitrifica\u00e7\u00e3o, no qual o material se ‘solidifica” ainda em estado l\u00edquido.<\/p>\n

Forma-se, ent\u00e3o, o v\u00edtreo, material que parece s\u00f3lido mas \u00e9 flu\u00eddo -com mol\u00e9culas desordenadas. As pesquisas se uniram conforme Frank passou a utilizar a t\u00e9cnica de “fazer vidro” de Dubochet para obter imagens 3D.<\/p>\n

As pesquisas se uniram conforme Frank passou a utilizar a t\u00e9cnica de “fazer vidro” de Dubochet para obter imagens 3D.<\/p>\n

“A criomicroscopia \u00e9 basicamente conseguir uma foto, com resolu\u00e7\u00e3o at\u00f4mica, de uma esp\u00e9cie biol\u00f3gica”, afirma Guilherme Oliveira, pesquisador do Centro Nacional de Biologia Estrutural e Bioimagem (Cenabio), da UFRJ, que atualmente faz um p\u00f3s-doc sobre a t\u00e9cnica na Universidade da Virg\u00ednia, nos EUA.<\/p>\n

Segundo Oliveira, em 3 segundos \u00e9 poss\u00edvel fazer entre 100 e 200 dessas “fotos”.<\/p>\n

Por\u00e9m, a precis\u00e3o e qualidade dos modelos 3D obtidos inicialmente -at\u00e9 entre 2012 e 2013- ainda eram baixas, e as imagens obtidas lembravam uma esp\u00e9cie de gosma.<\/p>\n

Com a melhora na resolu\u00e7\u00e3o dos microsc\u00f3pios, a massa disforme ganhou contornos mais precisos. “E da\u00ed?”, voc\u00ea pode estar se perguntando.<\/p>\n

DOEN\u00c7AS<\/b><\/p>\n

A visualiza\u00e7\u00e3o precisa por criomicroscopia eletr\u00f4nica das membranas (os contornos) das prote\u00ednas d\u00e1 um passo al\u00e9m do que havia sido alcan\u00e7ado por outras tecnologias de imagem \u2013como a cristalografia de raios X. As aplica\u00e7\u00f5es m\u00e9dicas da nova t\u00e9cnica s\u00e3o o destaque.<\/p>\n

“Conhecendo a estrutura de uma mol\u00e9cula viral, voc\u00ea consegue desenvolver uma interven\u00e7\u00e3o terap\u00eautica para anular o efeito do pat\u00f3geno”, afirma Oliveira, referindo-se \u00e0s estruturas da membrana dos pat\u00f3genos, costumeiros alvos de drogas.<\/p>\n

Esse conhecimento tamb\u00e9m permite o encapsulamento de f\u00e1rmacos e o direcionamento deles para as \u00e1reas e mol\u00e9culas onde deve agir.<\/p>\n

Rodrigo Portugal, pesquisador do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisas em Energia e Materiais) \u2013um dos \u00fanicos locais no Brasil a trabalhar com criomicroscopia para an\u00e1lise de biologia estrutural\u2013 diz que a t\u00e9cnica \u00e9 importante para compreender o funcionamento geral dos organismos. “A prote\u00edna \u00e9 uma m\u00e1quina que faz algo. Ela tem diferentes conforma\u00e7\u00f5es e, se vejo s\u00f3 uma delas, estou vendo uma parte da hist\u00f3ria. Preciso ver as outras para ter a narrativa completa”, diz.<\/p>\n

“As biomol\u00e9culas est\u00e3o na base do funcionamento da vida. T\u00e9cnicas que nos permitem entender o funcionamento disso v\u00e3o ajudar a compreender melhor a din\u00e2mica da vida”, afirma Portugal.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, por se tratar de um processo relativamente barato, os pesquisadores conseguem fazer “filmes” da engrenagem molecular \u2013com s\u00e9ries de imagens congeladas de diferentes partes da a\u00e7\u00e3o, o que ajuda a entender a intera\u00e7\u00e3o entre mol\u00e9culas.<\/p>\n

Contudo, ainda h\u00e1 muito a evoluir.<\/p>\n

Segundo o laureado Frank, a resolu\u00e7\u00e3o dos microsc\u00f3pios pode melhorar ainda mais, possibilitando visualiza\u00e7\u00f5es ainda mais precisas. O tempo \u00e9 outro problema.<\/p>\n

“N\u00f3s n\u00e3o conseguimos ver agora algumas estruturas intermedi\u00e1rias [que surgem no meio dos processos do maquin\u00e1rio bioqu\u00edmico e desaparecem em um curt\u00edssimo espa\u00e7o de tempo], que propiciam mais informa\u00e7\u00f5es sobre o mecanismo”, diz Frank.<\/p>\n

“Quando voc\u00ea analisa todas as estruturas, h\u00e1 diversos passos faltando. Voc\u00ea n\u00e3o consegue realmente analisar todo o processo ainda”, afirmou o novo nobelista.<\/p>\n

Por isso, para os pr\u00f3ximos passos, a ideia \u00e9 “fazer filmes das mol\u00e9culas executando seu trabalho, o que n\u00e3o era poss\u00edvel antes”.<\/p>\n

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IMAGEM V\u00cdTREA<\/h2>\n

Entenda a t\u00e9cnica de criomicroscopia eletr\u00f4nica, que rendeu o Nobel de Qu\u00edmica de 2017<\/i><\/p>\n\n\n\n
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Amostra l\u00edquida contendo part\u00edculas org\u00e2nicas \u00e9 colocada sobre uma trama met\u00e1lica<\/p>\n\n\n\n
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A trama \u00e9 mergulhada em etano a -190\u00b0C, que por sua vez mant\u00e9m a baixa temperatura por estar em nitrog\u00eanio l\u00edquido a -196\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n
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O processo causa a vitrifica\u00e7\u00e3o da amostra nos buracos da trama, possibilitando assim a observa\u00e7\u00e3o das mol\u00e9culas org\u00e2nicas<\/p>\n\n\n\n
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As prote\u00ednas vitrificadas s\u00e3o atingidas por feixes de el\u00e9trons, deixando uma “sombra”<\/p>\n\n\n\n
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Software agrupa as “sombras” semelhantes e, a partir de milhares delas, consegue gerar imagens 2D em alta resolu\u00e7\u00e3o<\/p>\n\n\n\n
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O programa analisa todas as imagens 2D geradas e, ao agrup\u00e1-las e analis\u00e1-las, gera uma imagem 3D em alta resolu\u00e7\u00e3o<\/p>\n

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INDICA\u00c7\u00c3O E GANHADORES<\/b><\/p>\n

Este ano houve um aumento na premia\u00e7\u00e3o e os laureados recebem 9 milh\u00f5es de coroas suecas (aproximadamente R$ 3,5 milh\u00f5es). O dinheiro \u00e9 fruto de um fundo de mais de 4 bilh\u00f5es de coroas suecas (em valores atuais) deixado pelo pai do pr\u00eamio, Alfred Nobel (1833-1896), inventor da dinamite e para quem a qu\u00edmica foi a principal \u00e1rea de conhecimento ligada a seu trabalho.<\/p>\n

Al\u00e9m da premia\u00e7\u00e3o em dinheiro, os laureados tamb\u00e9m recebem uma medalha e um diploma.<\/p>\n

Os ganhadores do Nobel s\u00e3o escolhidos pela Academia Real Sueca de Ci\u00eancias entre candidatos selecionados pelo Comit\u00ea do Nobel para Qu\u00edmica \u2013composto por cinco membros, al\u00e9m de outros adjuntos.<\/p>\n

As indica\u00e7\u00f5es para as “semifinais” do pr\u00eamio partem de pessoas convidadas a sugerir nomes. Membros da Academia Real Sueca de Ci\u00eancias, dos Comit\u00eas do Nobel para qu\u00edmica e f\u00edsica, e laureados de qu\u00edmica e f\u00edsica podem indicar pesquisadores ao pr\u00eamio.<\/p>\n

PEQUENAS M\u00c1QUINAS<\/b><\/p>\n

O Nobel de Qu\u00edmica do ano passado foi para as\u00a0m\u00e1quinas moleculares<\/a>, as menores do mundo. Os premiados foram os cientistas Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa.<\/p>\n

A \u00e1rea de pesquisa pode ter um impacto significativo na medicina, com o transporte de medicamentos por nanorob\u00f4s. Outras possibilidades s\u00e3o a computa\u00e7\u00e3o molecular e materiais inteligentes que se adaptam a condi\u00e7\u00f5es externas \u2013algo compar\u00e1vel \u00e0s roupas e t\u00eanis de Marty McFly, do filme “De Volta para o Futuro”.<\/p>\n

HIST\u00d3RIA<\/b><\/p>\n

A l\u00e1urea \u00e9 dada para o(a) pesquisador(a) respons\u00e1vel pela “descoberta ou aperfei\u00e7oamento qu\u00edmico mais importante”.<\/p>\n