Informação Local da Casca de Fourier (FSI) para avaliação de Estruturas Biológicas 3D.

• Processo: 25/02851-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Marin Gerard van Heel
• Beneficiário: Joana de Medeiros Oliveira Hulse Molinete
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/06062-1 - Complexos biológicos em ação, in vitro e in silício (Explorando Big-Data em criomicroscopia eletrônica), AP.TEM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biological Complexes | Criomicroscopia eletrônica de transmissão - Cryo-EM | Data processing | Single Particle Analysis | Structural Biology | Criomicroscopia eletrônica de partículas individuais.

Resumo

Avaliações de qualidade de estruturas biológicas 3D, como a proteína spike do SARS-CoV-2, são fundamentais para compreender seu modo de ação durante a infecção. A análise de qualidade local revela questões como: quais regiões da proteína spike trimérica são flexíveis ou quais áreas da spike estão acessíveis a anticorpos. A glicosilação das proteínas spike protege as partículas virais, tornando-as invisíveis ao sistema imunológico do hospedeiro. Os glicanos são as partes mais dinâmicas do complexo e, portanto, representam um alvo ideal para a aplicação de nossas diversas métricas de avaliação de qualidade local.Historicamente, a qualidade da imagem costumava ser prevista (mas não medida) por métricas teóricas, como os critérios de Abbe ou Rayleigh. No entanto, esses critérios são propriedades fixas do instrumento de imagem e não estão associados à amostra que está sendo estudada. Essas métricas sempre preveem a mesma "resolução instrumental", mesmo que a iluminação do microscópio não esteja ativada. As métricas utilizadas para avaliar imagens 2D e volumes 3D ("resolução dos resultados") são a Correlação de Anéis de Fourier (FRC) [van Heel et al. 1982] e a Correlação de Casca de Fourier (FSC) [Harauz & van Heel 1986]. No entanto, uma peculiaridade fundamental associada a essas métricas, desenvolvidas há 45 anos, tornou necessária a redefinição dos conceitos.As novas métricas, Informação de Anel de Fourier (FRI) e Informação de Casca de Fourier (FSI), eliminam essa limitação [Van Heel & Schatz 2020] e são particularmente eficazes na avaliação do conteúdo local de informação em imagens 2D e volumes 3D em diversas áreas da ciência, especialmente em aplicações biomédicas. Essas métricas demonstraram ser superiores às suas predecessoras de 45 anos, sobretudo no estudo da dinâmica de complexos biológicos. Este projeto tem como objetivo avaliar as novas métricas para o estudo da dinâmica de biocomplexos, como as proteínas Spike glicosiladas.