El comportamiento de una célula es tan misterioso como los cambios de humor de un adolescente. Sin embargo, Los investigadores de la Universidad de Missouri están un paso más cerca de comprender el comportamiento celular, con la ayuda de un microscopio especializado.

Previamente, para estudiar las membranas celulares, los investigadores a menudo tendrían que congelar muestras. Las proteínas de estas muestras no se comportarían como lo harían en un entorno biológico normal. Ahora, usando un microscopio de fuerza atómica, los investigadores pueden observar proteínas individuales en una muestra no congelada, actuando en un entorno biológico normal. Esta nueva herramienta de observación podría ayudar a los científicos a predecir mejor cómo se comportarán las células cuando se introduzcan nuevos componentes.

"Lo que falta ahora en la biología celular es la capacidad de predecir el comportamiento celular, "dijo Gavin King, profesor asociado de física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias de MU, y profesor adjunto adjunto de bioquímica. "Aún no conocemos todos los detalles de varios procesos biológicos. Por ejemplo, cuando se introduce un fármaco en una célula, debe atravesar la membrana, que puede crear una reacción. Cuanto más conocimiento tengamos sobre esa reacción, mejor seremos capaces de crear medicamentos que puedan apuntar a un área específica y, posiblemente, resultar en menos efectos secundarios. "

El microscopio de fuerza atómica es capaz de rastrear la forma tridimensional de una proteína individual en condiciones biológicas (en líquido a temperatura ambiente). Está compuesto por un brazo robótico con una pequeña aguja unida en un extremo. Los investigadores colocan el brazo con precisión sobre la muestra que desean analizar. Luego, golpeando suavemente la aguja varias veces en la muestra en varios puntos, en tiempo real, Se desarrolla una imagen tridimensional de una proteína.

Para este estudio, Los investigadores se centraron en obtener imágenes de las consecuencias de una reacción química que ocurre dentro de una proteína particular de E. coli que es responsable de transportar otras proteínas a través de la membrana celular. Escogieron E. coli para este estudio debido a la simplicidad de sus células. Si bien los investigadores no pudieron controlar el momento preciso en que ocurrió la reacción, El movimiento de golpeteo del microscopio de fuerza permitió a los investigadores observar en tiempo real cómo esa proteína cambiaba de forma en respuesta a la liberación de energía química. Estos cambios conformacionales están directamente relacionados con la función biológica de la proteína.

"Podemos mantener nuestros ojos en una sola proteína, agregar varios componentes, y luego mira lo que pasa, ", Dijo King." Es como hacer una película de una sola molécula haciendo su trabajo biológico. Realmente estamos en los primeros días de comprender los detalles mecánicos de cómo funcionan las células, pero a medida que estas herramientas sean cada vez más precisas, podrían proporcionarnos información esencial en el futuro ".

El estudio, "Observación de una sola molécula de cambios conformacionales inducidos por nucleótidos en la hidrólisis basal de SecA-ATP, "fue publicado en Avances de la ciencia .