Microscopía de agotamiento de emisiones estimuladas (STED)
La microscopía STED es una técnica de imágenes de súper resolución que utiliza una combinación de dos rayos láser para controlar con precisión la excitación y emisión de moléculas fluorescentes, lo que permite la visualización de estructuras con una resolución mucho más allá del límite de difracción de la microscopía convencional. El primer rayo láser, llamado rayo de excitación, se utiliza para excitar las moléculas fluorescentes en una región específica de la muestra. Luego se aplica el segundo rayo láser, llamado rayo de agotamiento, para desactivar la fluorescencia de las moléculas excitadas en una región en forma de rosquilla que rodea el punto de excitación, creando efectivamente un "agujero" de no fluorescencia a nanoescala. Al escanear los haces de excitación y agotamiento a través de la muestra, se puede obtener una imagen de alta resolución de las moléculas fluorescentes.
Microscopía de localización fotoactivada (PALM)
PALM es otra técnica de imágenes de súper resolución que implica la localización precisa de moléculas fluorescentes individuales dentro de una muestra. En PALM, una población de moléculas fluorescentes fotoconmutables se etiqueta escasamente en la muestra y luego las moléculas individuales se activan estocásticamente y se obtienen imágenes. Repitiendo este proceso muchas veces y recopilando una gran cantidad de imágenes, se pueden determinar las posiciones de moléculas individuales con precisión nanométrica. Esto permite la reconstrucción de imágenes de alta resolución de las moléculas marcadas dentro de la muestra.
Iluminando las células oscuras, revelando la vida y la muerte
Las innovadoras técnicas de microscopía de Betzig han tenido un impacto significativo en diversos campos de la ciencia, particularmente en la biología celular y la neurociencia. Al permitir la visualización de estructuras celulares a nivel molecular, la microscopía STED y PALM han proporcionado nuevos conocimientos sobre los mecanismos de la vida y han ayudado a los investigadores a comprender diversas enfermedades a nivel celular.
Por ejemplo, en el campo de la neurociencia, la microscopía STED y PALM ha permitido a los investigadores visualizar la intrincada estructura de las neuronas y las sinapsis, revelando los mecanismos moleculares de la comunicación neuronal y la plasticidad sináptica. En biología celular, estas técnicas han permitido a los científicos estudiar la dinámica de los procesos celulares, como el tráfico de proteínas, la remodelación de membranas y la división celular, con un detalle sin precedentes.
Además, la microscopía STED y PALM ha tenido un profundo impacto en la comprensión de las enfermedades a nivel celular. Por ejemplo, estas técnicas se han utilizado para estudiar las bases moleculares de enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, proporcionando nuevos conocimientos sobre los mecanismos de la enfermedad y los posibles objetivos terapéuticos. En la investigación del cáncer, la microscopía STED y PALM ha permitido a los investigadores visualizar los cambios celulares asociados con el desarrollo del cáncer, incluidas alteraciones en la arquitectura celular, la expresión de proteínas y las vías de señalización.
Al iluminar células oscuras y revelar la vida y la muerte a nivel molecular, las técnicas de microscopía de Betzig, ganadoras del Premio Nobel, han transformado el campo de la investigación científica y son inmensamente prometedoras para mejorar nuestra comprensión de la salud humana, los mecanismos de las enfermedades y las futuras intervenciones terapéuticas.
