Un equipo de investigación dirigido por el profesor Dae-ha Seo del Departamento de Física y Química del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk, ha desarrollado con éxito una nueva tecnología para el análisis de microscopía óptica, conocida como lípido-MAP, que puede observar la separación de fases microscópicas. en la membrana celular.
Se espera que esta nueva tecnología, que combina la microscopía tradicional con la nanoquímica y el aprendizaje automático, ofrezca una importante estrategia experimental para explorar cómo se regula la señalización celular a nivel de una sola molécula. El estudio se publica en la revista Analytical Chemistry. .
Las células, que están rodeadas por la membrana celular, son los componentes básicos de todos los organismos vivos. En la membrana celular existe una estructura lipídica a nanoescala, microscópica y similar a una isla. La estructura juega un papel fundamental en la interacción entre biomoléculas, reacciones químicas y señalización. Sin embargo, es difícil observar directamente la estructura con los métodos de observación existentes.
Utilizando nanosondas de oro y tecnología de aprendizaje automático, un equipo de investigación dirigido por el profesor Dae-ha Seo logró identificar cuantitativamente propiedades estructurales a nivel nano. Mediante el fenómeno de resonancia de plasmón superficial, las nanopartículas de oro tienen la propiedad de dispersar la luz de forma brillante. Utilizando esta propiedad, el equipo de investigación implementó un sistema que permite la observación directa del movimiento de moléculas individuales uniendo nanopartículas de oro a moléculas de lípidos.
Mediante la introducción de una técnica de análisis basada en algoritmos de aprendizaje automático, el equipo de investigación detectó cambios en el movimiento de las moléculas de lípidos en un corto período de tiempo (0,01 a 0,1 segundos) y, de ese modo, identificó con éxito la estructura de separación de microfases de la membrana celular. .
Se sabe que la estructura de la isla de microlípidos, también conocida como balsa de lípidos, está compuesta principalmente de colesterol y lípidos saturados, que se recolectan localmente. El equipo de investigación confirmó que el tamaño y las propiedades de la estructura están determinados por la composición molecular de la membrana celular y reveló que puede cambiar según el contenido de colesterol en la membrana celular o debido a otros factores ambientales.
El profesor Seo afirmó:"Esta es la primera tecnología para obtener imágenes de balsas de lípidos en tiempo real en un amplio rango, y su resolución espacial y temporal es excepcional. Espero que los resultados de la investigación sirvan como base para comprender fundamentalmente la función celular y el mecanismo de la enfermedad. y se convertirá en una tecnología de diagnóstico de precisión para enfermedades."
Más información: Jiseong Park et al, Análisis de la heterogeneidad de fases en membranas lipídicas mediante el seguimiento de una sola molécula en células vivas, Química analítica (2023). DOI:10.1021/acs.analchem.3c02655
Información de la revista: Química analítica
Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST)
