Repte 1
deconstruint prions
Som un grup de recerca en biomedicina i estem investigant els casos d’una nova malaltia priònica que té com a conseqüència afectacions neuronals. El prió és una proteïna mal plegada que provoca el plegament incorrecte de les proteïnes del cervell. Aquest plegament erroni produeix efectes molt greus al cervell de les persones afectades.
El nostre objectiu és “trencar” o desestructurar el prió, ja que la seva “força” o funció rau en el plegament. Si li canviem la forma, perdrà la seva funció, D’aquesta manera, es podrien prevenir els efectes neurodegeneratius.
Per desestructurar el prió, modificarem la seva seqüència d’aminoàcids, eliminant, afegint o canviant algun dels aminoàcids per uns altres. Per economia, volem aconseguir destruir la forma amb els mínims canvis possibles.
Així doncs, farem servir l’AlphaFold per fer proves i trobar quin canvi mínim cal fer en la seqüència per aconseguir desestructura la conformació del prió.
Es pot aprofitar per treballar coneixements previs en l'entorn de l'alumnat sobre la malaltia de les “vaques boges”.
Per fer l’experiment, farem servir una part de la seqüència d’aminoàcids d’un prió boví.
Per què boví i no humà? Perquè els prions també tenen altres funcions i, per tant, la desestructuració del prió humà podria portar a altres conseqüències no desitjades.
Aquesta és la seqüència d’aminoàcids (36):
GENFTETDIKMMERVVEQMCITQYQRESQAYYQRGA
I aquesta la seva estructura 3D quan el prió està plegat. El tipus d'estructura s'anomena hèlix alfa (un nom molt descriptiu)
Repte: trobar quin és el mínim canvi que provoca la pèrdua d'estructura del prió?
Ens distribuïm en grups de 2-3 persones.
Les opcions són: eliminar o afegir aminoàcids. Per trobar la solució òptima, utilitzarem AlphaFold (trobareu les instruccions aquí).
Recomanem que cada grup realitzi 5 modificacions (en funció del temps, seran més o menys). Les combinacions poden ser diverses, combinant les següents variables:
Repte a resoldre: quin és el mínim canvi que provoca la pèrdua d'estructura del prió?
Què? Afegir o treure aminoàcids
NOTA: en el cas d’afegir aminoàcids, es recomana afegir repeticions d’un aminoàcid concret per obtenir canvis més evidents.
PISTA: Les glicines (G) i les prolines (P) tenen tendència a trencar les conformacions d’hèlix alfa amb més facilitat.
On? Inici, mig o final de la seqüència d’aminoàcids
Quants? Nombre d’aminoàcids
En el cas d’afegir, a partir de 2 aminoàcids (2, 5, 10, 15…)
En el cas d’eliminar, a partir de 5 aminoàcids (5, 10, 15…)
Com? Usant l'eina de predicció d'estructura d'AlphaFold
Com un bon científic, cal que anoteu tots els canvis i resultats en una fitxa (Descarregable a sota): la seqüència original, les seqüències que heu provat, els canvis que heu fet (afegir/eliminar, on i quants aminoàcids) i els resultats que heu obtingut (podeu enganxar una captura de pantalla de la imatge del plegament resultant).
A la fitxa també s'han de respondre a les preguntes: Ha estat suficient el canvi per impedir que es plegui correctament la proteïna?
Un cop passat el temps de proves, compartim amb la resta de grups els resultats.
Hi ha algun canvi que hagi fet trencar l’espiral? Quins?
Si n’hi ha hagut, quin ha estat el mínim canvi que ha permès desestructurar el prió?
Per finalitzar, consensuem entre tots la seqüència òptima, és a dir, aquella que amb el mínim de canvis que aconsegueix desestructurar el prió.
A partir d’aquí, es podeu preparar un producte final en què s’expliqui la recerca que heu fet, com per exemple un pòster científic, una presentació, una infografia, una gràfica…
La llibreta de laboratori és molt important per a un científic.
Baixeu i aneu omplint la fitxa.
