Las proteínas y las moléculas se ensamblan y desensamblan naturalmente como parte de muchos procesos biológicos esenciales. Es muy difícil observar estos mecanismos, que a menudo son complejos y tienen lugar a escala nanométrica, mucho más pequeños que el rango visible normal. Sin embargo, en EPFL, un equipo interdisciplinario de investigadores * ha inventado y aplicado una técnica que permite examinar estos mecanismos con una precisión sin precedentes. Su trabajo es el tema de un artículo publicado en Nanotecnología de la naturaleza .
Las estructuras nanométricas solo se pueden ver con microscopios especiales, como los microscopios de fuerza atómica, que se inventaron a mediados de la década de 1980. Estos instrumentos crean una imagen al "sentir" físicamente la topografía de la muestra con una punta atómicamente afilada en el extremode un pequeño voladizo. La muestra se escanea punto por punto para crear una imagen. Como esto lleva tiempo, solo las imágenes estáticas se pueden obtener con microscopios convencionales de fuerza atómica. Sin embargo, esto no sirve de nada cuando los científicos quieren ver muestras diminutasque cambian con el tiempo, como los conjuntos de proteínas.
"El cambio es esencial para la materia viva y, por lo tanto, es crucial para los procesos biológicos", explica el profesor Georg Fantner, que dirige el Laboratorio de Bioinstrumentación y Nanoinstrumentos LBNI de EPFL.observarlo "
Para observar procesos en una muestra que cambian con el tiempo, se debe aumentar la velocidad de exploración. Sin embargo, en los microscopios atómicos rápidos tradicionales, las fuerzas ejercidas por la medición pueden interferir con el proceso de ensamblaje molecular, especialmente porque los ensamblajes de proteínas a menudo son muyfrágil. Los investigadores de EPFL encontraron un método que resolvió el problema, controlando la interacción física de la punta afilada con mucha precisión utilizando luz láser pulsada. Esto aumentó drásticamente la velocidad de escaneo al tiempo que conserva el movimiento de escaneo suave pero extremadamente preciso.
2,000 líneas por segundo
"Lo logramos mediante el uso de dos láseres en el microscopio, uno de los cuales apunta a la base del voladizo, calentándolo localmente y doblándolo ligeramente", dice Adrian Nievergelt, estudiante de doctorado en LBNI y coautor."Doblando el voladizo, podemos sondear la superficie mucho más rápido, manteniendo un control fino del movimiento general. Además, mejoramos el rendimiento general del sistema, permitiéndonos escanear hasta 2,000 líneas por segundo".
Los investigadores probaron esta nueva tecnología para analizar la dinámica de la formación del anillo de proteína SAS-6. Esta familia de proteínas juega un papel clave en el ensamblaje de los centriolos, que son pequeños orgánulos conservados de algas a hombres, fundamental para la motilidad y división celular.El nuevo instrumento permitió a los investigadores, por primera vez, visualizar las diversas etapas del ensamblaje del anillo de proteínas SAS-6 en tiempo real "Este es un cambio de juego crítico para el campo", dice el profesor Pierre Gönczy, experto en biología centríolo.y coautor del estudio: "Ahora finalmente tenemos un método para observar directamente cómo este componente celular crítico se ensambla en un anillo como polímero", agrega Niccolò Banterle, un becario postdoctoral en el laboratorio de Gönczy y coautor.del estudio "Esto nos permite comprender mejor cómo la naturaleza controla el ensamblaje de algunos de los bloques de construcción más pequeños de la vida".
* Esta investigación es el resultado de una colaboración entre dos entidades EPFL: el Laboratorio de Bioinstrumentación y Nanoinstrumentación LBNI y el Laboratorio del Profesor Pierre Gönczy dentro del Instituto Suizo de Investigación Experimental del Cáncer ISREC en la Facultad de Ciencias de la Vida.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Original escrito por Sarah Perrin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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