Las nanopartículas de oro iluminan los tintes fluorescentes que los investigadores utilizan para resaltar y estudiar las proteínas. bacterias y otras células, pero las nanopartículas también introducen un artefacto que hace que el tinte parezca eliminado del objetivo que está iluminando.

Ahora, Un equipo de la Universidad de Michigan ha determinado cómo explicar la discrepancia entre dónde parece estar el tinte fluorescente y dónde está su posición real.

Cuando los investigadores quieren comprender cómo las proteínas interactúan entre sí, cómo funcionan las bacterias o cómo crecen y se dividen las células, a menudo usan tintes fluorescentes. Este enfoque de microscopía se puede mejorar aún más con nanopartículas. Pero un artefacto introducido por las nanopartículas hace que el tinte aparezca en el microscopio hasta 100 nanómetros de la proteína o bacteria a la que está unido directamente.

Este "efecto de pala" presenta un problema:100 nanómetros pueden parecer una medida infinitesimal, pero si una proteína tiene solo un nanómetro de longitud, es posible que un investigador no pueda decir si una proteína está interactuando con otra proteína o simplemente mirándola desde el equivalente del extremo opuesto de un campo de fútbol.

"Durante los últimos cinco años, nosotros y otros hemos notado que el tinte, en lugar de estar en la posición que parece estar bajo el microscopio, está realmente separado de esa posición, "dijo la autora principal, Julie Biteen, profesor asociado en el Departamento de Química de la U-M. "El hallazgo emocionante que hemos hecho en este artículo es medir la distancia entre el lugar donde parece estar ese tinte en las imágenes producidas por nuestros microscopios de alta resolución, y dónde está ese tinte ".

El descubrimiento de los químicos les permite calcular exactamente dónde está un tinte para identificar con mayor precisión la posición de la proteína o bacteria que están estudiando. Este método podría ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo interactúan las proteínas en condiciones de enfermedad, por ejemplo.

Para medir mejor el artefacto, Bing Fu, quien realizó la investigación en el laboratorio de Biteen y ahora es becario postdoctoral en la Universidad de Cornell, utilizó un enfoque algo inesperado:rodeó nanopartículas de oro con ADN, e incrustado el tinte dentro del ADN. El ADN tiene una estructura muy rígida, Biteen dijo:para que el tinte se quedara plantado donde Fu lo colocó. El oro tampoco es tóxico para su uso en aplicaciones biológicas, y hace una buena antena, lo que permite a Biteen iluminar la fluorescencia del tinte.

Luego, el equipo utilizó una técnica de microscopio muy poderosa, llamada "microscopía de superresolución", para medir con sensibilidad y precisión dónde parecía estar el tinte. Esta medida se comparó con la posición real del tinte en el ensamblaje de ADN cuidadosamente controlado. Esta nueva medición de la discrepancia entre la posición aparente y real les permitirá observar las posiciones de proteínas o bacterias entre sí en proyectos futuros.

"Lo que quiero poder hacer es detectar incluso una sola molécula de proteína, para que podamos ver si solo una parte de una población es diferente, ", Dijo Biteen." Médicamente, muchas enfermedades comienzan cuando una cantidad muy pequeña de células o proteínas no funciona correctamente. Con este ensayo de alta sensibilidad, es posible que pueda hacer este tipo de detección temprana con una pequeña señal ".

En la actualidad, El laboratorio de Biteen está utilizando la técnica refinada para estudiar las células de Vibrio cholerae que causan la enfermedad del cólera.

"Estamos analizando las proteínas que producen la toxina del cólera, determinar cómo se produce la toxina del cólera en condiciones de virulencia, y pensar en posibles terapias para el cólera, "Dijo Biteen.

El estudio aparece en línea en ACS Nano , una publicación de la American Chemical Society.