Una nanonda desarrollada por biofísicos de NC State podría permitir a los investigadores rastrear los movimientos de diferentes proteínas a lo largo del ADN, sin los inconvenientes de los métodos actuales.
Una gran cantidad de proteínas patrullan su hélice de ADN como policías en un ritmo. Estas proteínas tienen funciones individuales, incluida la identificación de áreas dañadas en la hebra de ADN y el inicio de reparaciones. Para estudiar estas proteínas, los investigadores comúnmente les adjuntan nano-sondas. Las sondas emiten fluorescencia bajo ciertos tipos de luz, permitiendo rastrear sus movimientos.
¿El problema? Según el biofísico Shuang Lim, "Sabemos que el ADN tiene forma helicoidal, es una espiral. Cuando observamos estas proteínas moviéndose a lo largo de la hebra, deberíamos poder saber si se están moviendo alrededor del ADN así como a lo largo de él. Desafortunadamente, la tecnología que tenemos ahora realmente no nos permite hacer eso.
"Las sondas más comunes en este momento son los puntos cuánticos y las nanovarillas de oro, "Lim continúa." Los puntos cuánticos parpadean, lo que dificulta determinar dónde están o qué pueden estar haciendo en un momento dado. Imagínese tratando de ver una película pero con marcos oscuros aleatorios que aparecen mientras miras. No puede obtener la imagen completa. Nanobarras de oro, por otra parte, tienden a tambalearse. El bamboleo también afecta nuestra capacidad para tener una idea precisa de dónde están estas proteínas y cómo pueden interactuar con la cadena de ADN ".
Lim, junto con la estudiante de posgrado Kory Green y la ex becaria postdoctoral Janina Wirth, desarrolló una nanoprobe que aborda estos problemas. Su sonda, una nanopartícula nanoplasmónica de conversión ascendente, cambia la intensidad fluorescente en función de su orientación.
"Estas partículas tienen forma de disco. Cuando están planas, son brillantes y cuando están al límite, son oscuros "Dice Green." No parpadean ni se tambalean, por lo que es mucho más fácil obtener mediciones precisas de ellos ".
"Otra ventaja es que se emocionan o aparecen cuando se exponen a la luz infrarroja, ", dice Lim." Muchas de las sondas de puntos cuánticos utilizan material excitado por el azul, o luz ultravioleta (UV). La exposición a los rayos UV daña las muestras que queremos estudiar. Pero la luz infrarroja no lo hace ".
Lim, Green y Wirth realizaron un estudio de prueba de concepto con su sonda observándola en un sustrato plano y en una solución de sacarosa. para ver si podían detectar con precisión cómo se movía la nanoprobe. Los resultados preliminares fueron prometedores, por lo que Lim y el equipo avanzan hacia sus próximos pasos, que incluyen probar la sonda en una proteína que patrulla el ADN.
"Todas estas proteínas hacen cosas diferentes para nuestro ADN, pero no sabemos exactamente qué están haciendo ", Dice Lim." Esperamos usar esta sonda para construir una biblioteca que caracterice a todas estas proteínas, para que podamos determinar su función ".
