Los investigadores de la Universidad de Saskatchewan han descubierto que los productos químicos que se utilizan comúnmente para proteger las muestras en los experimentos de sincrotrón en realidad ayudan a dañar esas muestras. científicos potencialmente engañosos de todo el mundo.

"Debido a este descubrimiento, hemos cambiado la forma en que operamos en nuestro laboratorio, y esperamos cambiar la forma en que operan otras personas, "dijo Kurt Nienaber, un doctorado candidato en el Departamento de Ciencias Geológicas y autor principal de la investigación.

Los resultados, publicado en un número reciente de la Revista de letras de química física por investigadores de la Facultad de Artes y Ciencias y la Facultad de Medicina, se aplican a la espectroscopia de absorción de rayos X y la cristalografía de proteínas:importantes métodos basados ​​en rayos X que se utilizan para comprender las estructuras de las moléculas.

En estas técnicas, muestras de materia se disparan con un haz de rayos X, típicamente de una fuente de luz de sincrotrón. De las interacciones entre los rayos X y las muestras, los científicos aprenden información detallada sobre las posiciones de los átomos en moléculas biológicas y deducen cómo funcionan estas moléculas dentro de los seres vivos.

Para proteger las delicadas muestras de daños por congelación a las temperaturas extremadamente bajas requeridas por los experimentos, se agregan químicos llamados crioprotectores. Pero existe el riesgo de otro tipo de daño al someter las muestras a rayos X intensos; la radiación puede causar cambios químicos dentro de las muestras a través de un proceso llamado fotorreducción.

Se espera una pequeña cantidad de fotorreducción en la investigación de rayos X de sincrotrón. Pero los investigadores de la U of S encontraron que el tratamiento de muestras con crioprotectores comunes como el glicerol tiene un efecto secundario inesperado.

"Resulta que agregar ciertos crioprotectores en realidad estaba empeorando el problema de la fotorreducción, ", dijo Nienaber." Este cambio químico estaba ocurriendo a un ritmo diez veces mayor cuando introdujimos el glicerol. Así que fue una gran sorpresa para nosotros ".

La transformación puede ser fácil de pasar por alto, lo que significa que, en muchos casos, los científicos que utilizan técnicas de rayos X podrían "no estar estudiando lo que creen que están estudiando, "dijo Graham George, profesor de ciencias geológicas, Cátedra de Investigación de Canadá en Espectroscopía de Absorción de Rayos X, y el Ph.D. de Nienaber. supervisor.

George fue coautor del artículo junto con la profesora y catedrática de investigación de Canadá en ciencia ambiental molecular Ingrid Pickering y los investigadores asociados Jake Pushie y Julien Cotelesage.

El descubrimiento podría tener importantes implicaciones en las muchas ramas de la ciencia en las que la cristalografía de proteínas es una herramienta crucial. incluida la medicina.

"Básicamente, casi todos los desarrollos de la medicina moderna, cada nueva droga, tiene un componente de cristalografía de proteínas, "dijo George.

Obtener información precisa es vital en este trabajo. Si los investigadores que desarrollan un nuevo fármaco no se dan cuenta de que están mirando una muestra fotorreducida, George dijo, "potencialmente nos engañaríamos a nosotros mismos. Quizás terminaríamos siguiendo el camino equivocado, y no podríamos producir un fármaco eficaz ".

El descubrimiento no significará tirar por la borda los resultados de la investigación en cristalografía del pasado, que "siguen siendo increíblemente útiles, "dijo George. Pero en muchos casos, es posible que los investigadores deban volver atrás y reexaminar sus hallazgos.

Armados con este nuevo conocimiento de que los crioprotectores vienen con una trampa, los científicos podrán corregir el problema. Los investigadores de la U of S ya han encontrado formas de mitigar el problema, como agregar compuestos que protegen contra el daño o disminuir la cantidad de radiación que incide en cada área de una muestra, y pronto publicarán sus métodos.

Los miembros del equipo incluso han encontrado un uso práctico para el descubrimiento. Han comenzado a utilizar una combinación de rayos X y crioprotectores como herramienta para provocar reacciones en experimentos en los que se necesita una muestra fotorreducida.

"Con todo lo que aprendemos, siempre pensamos:¿podemos aprovechar esto de alguna manera? ", dijo George.