A São Paulo School of Advanced Science on Biophysical Methods to Study Biomolecular Interactions, que está sendo realiza de 16 a 27 de outubro de 2017 no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP), conta com o apoio da FAPESP e combina aulas teóricas e práticas experimentais, contemplando diversas técnicas biofísicas (tais como fluorescência, SAXS, EPR, dicroísmo circular, AFM, NMR, DLS, criomicroscopia e bioinformática). Essa escola está sendo coordenada pela professora Rosangela Itri, docente titular do IFUSP.
O físico espanhol Jose-Maria Carazo, conferencista convidado do evento, ministrou as aulas sobre criomicroscopia eletrônica.
Carazo fez pós-doutorado sob a supervisão do alemão Joachim Frank, um dos premiados com o Nobel de 2017, e o acompanhou por ocasião do recebimento do prêmio. Ele trabalha atualmente no Centro Nacional de Biotecnologia, localizado no campus da Universidad Autónoma de Madrid, Espanha, e dirige o centro europeu para processamento de imagens geradas por criomicroscopia eletrônica.
“O motivo de a criomicroscopia eletrônica ter-se tornado tão importante, a ponto de merecer o Nobel de Química, é que nos permite determinar a estrutura tridimensional precisa de biomoléculas, em nível de resolução quase atômico, e nas condições as mais próximas possíveis daquelas sob as quais atuam no contexto celular, seja no corpo humano, seja em outros organismos”, disse Carazo à Agência FAPESP.
Além de reduzir drasticamente a agitação térmica, possibilitando imagens com muito maior resolução, o resfriamento ultrarrápido a temperaturas muito baixas permite captar as estruturas das biomoléculas tal como estas se apresentam durante sua atividade no interior das células.
É como se a microscopia eletrônica convencional fornecesse uma foto de estúdio do objeto, retirado de seu contexto real, e a criomicroscopia eletrônica proporcionasse uma foto instantânea, com o objeto inserido e interagindo com o entorno. Essa diferença é fundamental para o maior entendimento da química da vida e o desenvolvimento preciso de novos fármacos.
“A essência do método utilizado em criomicroscopia eletrônica consiste em colocar as biomoléculas em solução aquosa e congelar a solução tão rapidamente que não dê tempo para a água formar pequenos cristais de gelo. As arestas dos cristais destruiriam as biomoléculas. Parece fácil, mas foram necessários anos e anos de trabalho para conseguir que a água passasse da condição de líquido para a de sólido amorfo”, disse Carazo.
Para obter essa transição drástica, é preciso resfriar rapidamente a solução a quase 200 graus abaixo do zero Celsius – o que se consegue com o emprego de etano líquido no patamar de temperatura do nitrogênio líquido. Jacques Dubochet foi o primeiro a realizar tal façanha. Depois, a contribuição de Richard Henderson foi fundamental para que o sólido amorfo com as biomoléculas excelentemente preservadas em seu interior pudesse ser submetido à microscopia eletrônica.
O processo gera imagens bidimensionais muito complexas, semelhantes, de certo modo, a radiografias. Era preciso, então, passar desse conjunto de imagens bidimensionais à estrutura tridimensional, o que exigiu a resolução de milhões de equações. Esse foi o trabalho de Joachim Frank.
Essa é também a área de atuação de Carazo. “Desenvolvemos os algoritmos e os softwares necessários para transitar da imagem bidimensional à estrutura tridimensional, e os colocamos à disposição das grandes facilities europeias. Foi isso que vim ensinar aos estudantes presentes neste encontro realizado na Universidade de São Paulo”, disse.
Assista a entrevista que o professor Jose-Maria Carazo concedeu à Agência FAPESP no link abaixo:
Término:
31/10/2017
