Los científicos de la Universidad de Oxford han desarrollado una técnica de medición basada en la luz que podría transformar nuestra capacidad para caracterizar las biomoléculas.
Utilizando un microscopio que detecta la dispersión de la luz en lugar de la fluorescencia, los investigadores han demostrado que se pueden observar moléculas individuales y medir su masa en solución.
La investigación, realizada en colaboración con instituciones en Alemania, Suecia, Suiza y los EE. UU., Se informa en la revista ciencia .
El autor principal, el profesor Philipp Kukura, del Departamento de Química de Oxford, dijo: 'Esta investigación surgió de una década de trabajo que involucró la fabricación de un microscopio óptico cada vez más sensible'.
'Se han observado moléculas individuales en microscopios de luz desde finales de la década de 1980, pero esencialmente todas las técnicas ópticas dependen de la fluorescencia, que es la emisión de luz por un material después de ser "excitado" por la absorción de radiación electromagnética. Tan inmensamente potente comoes decir, no es universal '.
Los investigadores demostraron por primera vez el uso de la dispersión de la luz para visualizar proteínas individuales, biomoléculas de solo unos pocos nanómetros de ancho, en 2014. Pero no fue sino hasta el año pasado que pudieron mejorar la calidad de la imagen lo suficiente como para competir con la fluorescencia.
El profesor Kukura dijo: 'Luego abordamos la cuestión de si podríamos utilizar nuestro enfoque de visualización para cuantificar, en lugar de solo detectar, moléculas individuales. Nos dimos cuenta, dado que el volumen y las propiedades ópticas de las biomoléculas escalan directamente con la masa, que nuestroel microscopio debe ser sensible a la masa. Esto resultó ser el caso, no solo para las proteínas sino también para las moléculas que contienen lípidos y carbohidratos ''.
Es esta generalidad lo que entusiasma a los autores. El profesor Justin Benesch del Departamento de Química de Oxford, experto en medición de masa y coautor del trabajo, dijo: 'La belleza de la masa es que es una propiedad universal de la materiay extremadamente diagnóstico de la molécula bajo investigación. Por lo tanto, nuestro enfoque es ampliamente aplicable y, a diferencia de la microscopía tradicional de una sola molécula, no se basa en la adición de etiquetas para hacer visibles las moléculas '.
Los investigadores dicen que la técnica, que llaman espectrometría de masas con dispersión interferométrica iSCAMS, podría tener aplicaciones que van desde estudios de interacciones proteína-proteína hasta el descubrimiento de fármacos e incluso diagnósticos en el punto de atención.
El profesor Kukura dijo: 'iSCAMS tiene muchas ventajas. Mide la masa con una precisión cercana a la de la espectrometría de masas de vanguardia, que es costosa y funciona en vacío, no necesariamente representativa de los sistemas biológicos.Considerando que iSCAMS lo hace con un volumen muy pequeño de muestra y funciona esencialmente en cualquier entorno acuoso ''.
El profesor Benesch agregó: 'Esto permite muchas de las cosas que los investigadores quieren cuantificar: ¿interactúan ciertas moléculas y, en caso afirmativo, qué tan estrechamente? ¿Cuál es la composición de la proteína en términos de cuántas piezas contiene y cómo¿crece o se desmorona? '
Debido a que esencialmente todos los procesos fisiológicos y patológicos están controlados por interacciones biomoleculares en solución, los investigadores dicen que esta tecnología tiene un impacto potencial considerable. El profesor Kukura dijo: 'La aplicabilidad universal, combinada con el hecho de que los instrumentos están cerca del tamaño de la caja de zapatos, puedeser operado fácilmente y permitir que el usuario vea las moléculas en tiempo real, es tremendamente emocionante '.
El equipo está en el proceso de comercializar la tecnología para proporcionar acceso a otros investigadores que no son expertos o que ni siquiera pueden usar la microscopía óptica. Los investigadores dicen: 'Creemos que tiene el potencial de revolucionar la forma en que estudiamos biomoléculas ysus interacciones '
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Materiales proporcionados por Universidad de Oxford . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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