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24 de abril de 2014

Macromolecular Crystallography School

Terminou, no dia 16 de abril, o curso Macromolecular Crystallography School: From data processing to structure refinement and beyond, a terceira edição de um evento dedicado à Cristalografia Macromolecular na América Latina, este ano organizado pelo Instituto de Física de São Carlos, conjuntamente com o CCP4 – um projeto de trabalho computacional que está se desenvolvendo no Síncrotron Diamond, (Diamond Light Source), em Oxfordshire, Reino Unido -, que tem como uma de suas missões coordenar os esforços de diferentes grupos em cristalografia macromolecular, colocando um sistema de programa abrangente para a schoolgraf300resolução e validação de estruturas de proteínas e ácidos nucleicos.

Esta escola, realizada pela primeira vez no Brasil e com a duração de uma semana, foi organizada pelos Profs. Drs. Eduardo Horjales e Richard Garratt, pesquisadores do IFSC-USP, por Ronan Keegan e Garib Murshudov, do Collaborative Computational Project No. 4 (CCP4), e Alejandro Buschiazzo, do Instituto Pasteur de Montevideo, Uruguai. O evento foi especialmente voltado para alunos de doutorado, pós-doutorado e jovens cientistas, com uma programação essencialmente composta por palestras, resolução de problemas e tutoriais envolvendo o processo de dados de difração, fase e estrutura de determinação e modelos refinados de validação.

Para entender um pouco mais sobre os objetivos e a importância deste curso, é fundamental salientar que a determinação da estrutura dessas macromoléculas tem sido, desde o começo do século XX, um dos alvos fundamentais da bioquímica e de outras áreas relacionadas à biologia. De fato, a metodologia desenvolveu-se a partir da cristalografia de pequenas moléculas, através do descobrimento dos Raios-X, no final do séc. XIX, mas sua aplicação em macromoléculas com tamanho superior a mil átomos não foi possível até à obtenção da primeira estrutura de uma proteína, fato que aconteceu no ano 1959.

Comemora-se, portanto, cinquenta e cinco anos de cristalografia de macromoléculas, e nesse período de tempo houve a necessidade de se aumentar a abrangência através de um grande conjunto de problemas que, em suma, coincidem com todos os problemas relacionados com a biologia. A estrutura dessas macromoléculas é o que permite – pela primeira vez na história da humanidade – que exista uma metodologia relacionando química, física e biologia. As posições dos átomos no espaço são as que determinam as interações dessas moléculas com outras interações biológicas e isso está guiado pela física.

Esse tipo de interação vai determinar as leis da biologia e, pela primeira vez, ele deixa de ser uma questão tabu, para ser parte integrante da física, química e das ciências naturais, em geral. Assim, no período que coincidiu com a morte de Giordano Bruno (Séc. XVI) – acusado de panteísmo e queimado vivo por defender a doutrina da infinidade do Universo e por concebê-lo não como um sistema rígido de seres, mas como um conjunto que se transforma continuamente -, o que os biólogos pretendiam era compreender os acontecimentos da biologia: por isso, tal como Bruno, todos eles eram duramente perseguidos porque as distâncias compreendidas entre a biologia, física, química e as ciências, que estudavam a natureza inanimada, era muito grande. Agora, passados que são esses cinquenta e cinco anos, os cientistas conseguiram quebrar essas distâncias, unificando química, física e biologia em uma consequência científica para o mundo, descobrindo, simultaneamente, como os seres vivos se comportam dentro dele. Isto é a base do entendimento relacionado com a cristalografia macromolecular.

Para o Prof. Dr. Eduardo Horjales (IFSC-USP), além da cristalografia de macromoléculas, existe apenas outro método para a determinação de estruturas, que é a ressonância magnética. Não existem outros métodos para a determinação de estruturas de macromoléculas. Portanto, a importância da cristalografia de proteínas de ácidos nucleicos é fundamental para alcançar essa meta.

Os antecedentes

A partir de 1959, surgiram e desenvolveram-se – principalmente no designado primeiro mundo – grupos de cristalografia de macromoléculas, sendo que os investimentos feitos nessa área sempre foram muito elevados, principalmente no início. Devido a esse horjales300desenvolvimento, a atitude colaborativa entre os vários grupos tem sido bastante forte, contando com uma total disponibilidade dos equipamentos existentes, independentemente do local onde os cientistas desenvolvem seus trabalhos: atualmente, esse ciclo apresenta-se cada vez mais forte. Todos os grandes aceleradores de partículas existentes no mundo (Síncrotrons) – incluindo o do Brasil, que se localiza em Campinas (SP) – são disponibilizados dentro dessa filosofia de acesso total. Já na parte computacional, o CCP4 tem contribuído com um projeto de computação integrador de vários programas feitos em diversas partes do mundo. Assim, foi criado um grupo de inúmeros pesquisadores que trabalham em computação e que criam um sistema de programas para trabalhar os dados experimentais em cristalografia de proteínas. Esses pesquisadores são os que chegaram a este projeto, no intuito de promover um curso anual, que já está na terceira edição – a primeira foi na capital do Uruguai, Montevideo -, com a perspectiva de poderem ir mais longe, como explica Horjales: Nesta edição realizada no Instituto de Física de São Carlos, todos os participantes defenderam a necessidade de continuar a fazer este curso anualmente na América Latina, a partir de agora intercaladamente, em Montevideo e em São Carlos (IFSC-USP), naquilo que posso considerar um esforço importante destinado a desenvolver a cristalografia macromolecular na América Latina, através da iniciativa tanto dos grupos de cristalografia mais fortes, sediados no nosso continente, quanto dos pesquisadores do projeto CCP4. Eles dão, anualmente, cursos similares na Europa, EUA, Ásia e Oceania e agora abrirão esta janela abrangente no nosso vasto continente. É um esforço muito grande em prol do desenvolvimento da cristalografia de proteínas, para que um grupo de pessoas possa dar cinco cursos por ano, com nove dias de duração cada um.

Com a realização deste curso e com a abnegação e trabalho de seus integrantes, a América Latina tem agora todas as condições para desenvolver tecnologias em várias áreas, como, por exemplo, na de medicamentos, mas todas elas intimamente associadas à técnica de determinação de estrutura.

Quanto ao Macromolecular Crystallography School: From data processing to structure refinement and beyond, que ocorreu no IFSC-USP, o fato mais importante foi que todos os pesquisadores participantes têm uma sólida formação em química, física, matemática e computação, o que propiciou que a organização selecionasse, como público-alvo para o evento, estudantes de pós-graduação com projetos na área de cristalografia de macromoléculas, ou pesquisadores jovens: Eles foram escolhidos com a ideia de que alguns deles possam desenvolver cristalografia e fortificar projetos de sistemas. Então, essa diversidade permitiu que pudéssemos escolher vinte e cinco pessoas – vinte e duas oriundas da América Latina e três de outras partes do mundo – para gerar intercâmbios, explica Horjales, salientando que a ideia central é que esses jovens possam desenvolver a cristalografia e aumentar os contatos entre os grupos de cristalografia de macromoléculas que existem na América Latina: Recebemos cinquenta e seis solicitações de participação no curso, mas tivemos que limitar a vinte e cinco participantes devido à quantidade de equipamentos disponíveis. Recordo que a edição anterior contou com vinte inscritos. A ideia é justamente que, com este ritmo de crescimento de inscrições, o desenvolvimento da cristalografia de proteínas cresça igualmente de forma exponencial, complementa Horjales.

Através dos diálogos, da troca de opiniões e dos comentários obtidos durante o curso, a organização do evento irá fazer uma avaliação global no sentido de lançar outras discussões já na próxima edição do evento, que ocorrerá em 2015, na cidade de Montevideo.

O sucesso deste curso também se deve aos patrocínios e apoio recebidos. O CCP4 pagou as passagens da maioria dos professores, enquanto a União Internacional de Cristalografia (IUCR) se responsabilizou pelas despesas com as viagens de alguns professores, bem como de algumas diárias de participantes. Foram também indispensáveis os apoios financeiros da FAPESP, CNPq, CAPES e do CBEM – Centro de Biologia Estrutural do MERCOSUL, organização criada entre os grupos de cristalografia de proteínas do MERCOSUL, que recebe apoio dos governos do bloco e que conseguiu financiar uma boa parte das despesas relativas ao curso.

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Integraram o grupo de palestrantes e tutores, os seguintes docentes e pesquisadores: Alejandro Buschiazzo (Uruguai), Kay Diederichs (Germany), Paul Emsley (Reino Unido), Richard Garratt (Brasil), Ronan Keegan (Reino Unido), Eugene Krissinel (Reino Unido), Victor Lamzin (Alemanha), Andrey Lebedev (Reino Unido), Andew Leslie (Reino Unido), Garib Murshudov (Reino Unido), Robert Nicholls (Reino Unido), Navraj Pannu (Holanda), Randy Read (Reino Unido), Andrea Thorn (Reino Unido) e Isabel Uson (Espanha).

Assessoria de Comunicação

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Instituto de Física de São Carlos - IFSC Universidade de São Paulo - USP
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