Las proteínas son, literalmente, los motores y agitadores del mundo intracelular. Si DNA es el director de la película, luego son los actores. Y se puede aprender mucho sobre la función y disfunción celular observando el movimiento de las proteínas.
Hasta ahora, los científicos solo han podido ver este proceso de manera indirecta. Ahora, investigadores de la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tenn., han ideado una nueva técnica prometedora que utiliza un microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM) para ver las proteínas etiquetadas con nanopartículas de oro en su totalidad, células intactas.
La determinación de la ubicación de las proteínas en una célula intacta podría ayudar a los investigadores a estudiar los procesos del cáncer. así como comprender cómo los virus penetran en las células sanas y las secuestran, dice el profesor asistente de fisiología y biofísica de la Universidad de Vanderbilt Niels de Jonge, quien presentará los resultados de su equipo en el Simposio AVS en Nashville, Tenn., del 30 de octubre al 4 de noviembre. Los beneficios de la nueva técnica podrían extenderse más allá de la biología a las ciencias de la energía y los materiales, también, sugiere de Jonge, Brindar a los investigadores herramientas que podrían ayudarlos a diseñar mejores baterías de automóvil. por ejemplo.
Los métodos modernos de estudiar las interacciones de las proteínas tienen limitaciones. Los microscopios ópticos pueden capturar amplias vistas de todo, células vivas; pero aunque las técnicas de vanguardia permiten que estos microscopios alcancen una resolución de solo 50 nanómetros, los dispositivos no son lo suficientemente sensibles como para hacer zoom y obtener un primer plano de las proteínas individuales, que tienen solo unos pocos nanómetros de diámetro. Los microscopios electrónicos de transmisión (TEM) pueden resolver las ubicaciones de proteínas individuales, pero a expensas de la imagen completa:la celda debe estar congelada, cortar en piezas, y se coloca en el vacío para ser fotografiado.
Para detectar proteínas en su conjunto, celda intacta, los científicos de Vanderbilt aprovecharon una técnica de análisis STEM llamada imágenes de campo oscuro anular (ADF), que implica recolectar electrones de un anillo alrededor de la sonda de haz de electrones del STEM. Los detectores ADF son sensibles a elementos pesados como el oro, dirigir, y platino, y mucho menos sensible a materiales como el agua y el carbono, los componentes principales de una célula. Al marcar proteínas con nanopartículas de oro, los investigadores hicieron que las proteínas se destacaran en un fuerte relieve del entorno celular, que de otro modo no tendría señales. Aunque ya no esté vivo las células se conservan en un estado lo más natural posible, rodeado de líquido que está encerrado dentro de un dispositivo de microchip que puede soportar el vacío de STEM. Hasta la fecha, el equipo ha logrado una resolución de aproximadamente 4 nanómetros, diez veces mejor que los mejores microscopios ópticos.
De Jonge cree que el nuevo método sería una herramienta poderosa para los científicos si se usara en combinación con microscopía óptica. "En el final, si funciona, es tan fácil, ", dice." Se agregan etiquetas fluorescentes a las proteínas. Observa un proceso en curso [usando un microscopio óptico] sin matar la célula inmediatamente. Luego, después de un tiempo, se toma una instantánea con el microscopio electrónico ". Repitiendo el procedimiento varias veces, los científicos podrían fijar las células en puntos de interés y hacer zoom en las áreas que deseaban ver en detalle.
Para de Jonge, diseñar un procedimiento que ayude a resolver problemas científicos urgentes sería "la corona del trabajo". Pero enfatiza que se necesita más investigación, no solo para perfeccionar la técnica, sino también para convencer a la gente de que funciona.
"Los científicos quieren usar lo que están acostumbrados, ", dice." Si podemos demostrar que esta técnica tiene ventajas, entonces la gente empezará a usarlo lentamente ".
