Los avances en la comprensión del movimiento de rotación en las células vivas pueden ayudar a los investigadores a esclarecer las causas de las enfermedades mortales. como el Alzheimer, según Ning Fang, científico asociado del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. y miembro de la facultad de la Universidad Estatal de Iowa.

En un artículo titulado "Resolución de movimientos de rotación de nanoobjetos en entornos diseñados y células vivas con nanovarillas de oro y microscopía de contraste de interferencia diferencial", publicado en la edición del 2 de noviembre de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense , y un artículo en prensa en ACS Nano , Fang y su equipo de investigación escriben sobre la influencia de la microscopía de contraste de interferencia diferencial en la revelación del movimiento de nanopartículas en células vivas.

En el cuerpo humano Numerosas nanomáquinas biológicas realizan diversas funciones. Pero según Fang, los científicos tienen un conocimiento limitado de cómo funcionan estas nanomáquinas, especialmente en entornos celulares. Y debido a que el mal funcionamiento de cualquiera de estas nanomáquinas puede provocar enfermedades, como el Alzheimer, existe una gran necesidad de nuevas técnicas para ayudar a investigar la composición, dinámica y mecanismos de trabajo de estas nanomáquinas.

Para entender cómo funcionan estas nanomáquinas, Los científicos analizan varios tipos de movimiento en nanomáquinas que son esenciales para su función. Movimiento de translación, o movimiento en el que se cambia la posición de un objeto, se puede rastrear a través de una variedad de técnicas actuales. Sin embargo, movimiento rotacional, que es tan importante y fundamental como el movimiento de traslación, era en gran parte desconocido debido a limitaciones técnicas.

Técnicas previas, como el seguimiento de partículas o la polarización de fluorescencia de una sola molécula, solo permitió que el movimiento de rotación se resolviera in vitro, como en una placa de Petri. En su investigación, El grupo de Fang ha ido más allá del estudio de los movimientos en el entorno in vitro para obtener imágenes del movimiento de rotación in vivo, o célula viva, medio ambiente.

Para hacer esto, se basan en el uso de nanobarras de oro, que tienen un tamaño de solo 25 por 73 nanómetros (un paquete bien empaquetado de 1000 nanobarras tiene el mismo diámetro que un cabello humano). En células vivas, estas nanobarras no tóxicas dispersan la luz de manera diferente dependiendo de su orientación. Usando una técnica llamada microscopía de contraste de interferencia diferencial, o DIC, El equipo de Fang puede capturar tanto la orientación como la posición de las nanovarillas de oro además de la imagen óptica de la celda y, por lo tanto, revelan el movimiento 5D (3 coordenadas espaciales y 2 ángulos de orientación) de una partícula dentro de las células vivas.

"La imaginación DIC de esta nanovarilla de oro nos ayuda a obtener una alta resolución angular, "dice Fang.

"Esta nueva técnica abre las puertas para comprender el mecanismo de trabajo de las nanomáquinas vivientes al revelar sus complejos movimientos internos, ", dijo Fang." Estudiar los movimientos de rotación a escala nanométrica dentro de una célula viva es algo que nunca se había hecho antes ". Añadió que comprender este movimiento de rotación es importante en la lucha contra las enfermedades, como el Alzheimer, porque puede ayudar a los científicos a comprender mejor cómo el medio ambiente afecta a las neuronas.