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Una forma más sencilla de espiar moléculas rebeldes
Las proteínas individuales juegan un papel clave en el desarrollo de una serie de enfermedades, como el Alzheimer, el Parkinson y el Huntington. Varias nuevas técnicas de obtención de imágenes pueden revelar el comportamiento de biomoléculas individuales, pero estos enfoques son complicados y costosos. Ahora, una nueva técnica, desarrollada en la Universidad de Harvard, podría proporcionar una forma más barata y sencilla de medir y rastrear moléculas a medida que se mueven libremente a través de una solución.
Seguimiento de moléculas: La configuración CLIC consiste en una lente convexa en la parte superior de una pieza de vidrio cubierta con una solución de proteína (rosa). Un microscopio de fluorescencia óptica y cámaras rastrean moléculas individuales.
Las proteínas son pequeñas (alrededor de dos nanómetros en promedio) y revolotean rápidamente, lo que dificulta su seguimiento con un microscopio. Una forma popular de observar las interacciones entre dos proteínas es atar una a una superficie y esperar hasta que aparezca otra molécula e interactúe. El problema con este enfoque, explica Adam Cohen , profesor asistente de química en la Universidad de Harvard y ganador del premio TR35 en 2007, es que las proteínas se comportan de manera diferente cuando están adheridas a una superficie, ya que tienen menos libertad para moverse.
El laboratorio de Cohen ha adaptado un microscopio de fluorescencia regular para simplificar la obtención de imágenes de una sola molécula. La nueva técnica, llamada Confinamiento inducido por lentes convexos (CLIC), aprieta las moléculas entre una hoja plana de vidrio y una hoja curva, por lo que quedan confinadas pero no atadas. Si bien existen otras formas de inmovilizar moléculas individuales, generalmente requieren dispositivos especializados, que pueden ser complejos o costosos.
Una de las investigadoras postdoctorales de Cohen, Sabrina Leslie, modificó un microscopio de fluorescencia normal utilizando una configuración mecánica. Una lente convexa toca el centro de una pieza plana de vidrio cubierta con una solución que contiene proteínas. La superficie curva de la lente se coloca boca abajo. Las proteínas se difunden a través de la solución, pero su tamaño limita la distancia que pueden viajar hacia el centro, donde el espacio entre el vidrio plano y el vidrio curvado se hace más pequeño. La distancia que pueden recorrer las proteínas permite a los investigadores determinar el tamaño de cada proteína.
La lente también controla la profundidad de la solución. Esto evita que las proteínas se superpongan, como ocurre normalmente. La configuración también facilita la observación de proteínas individuales durante más tiempo, porque están confinadas entre el vidrio plano y la lente.
Este es un enfoque novedoso y maravillosamente simple, dice Julio Fernández , profesor de estudios biológicos en la Universidad de Columbia cuyo laboratorio estudia la dinámica de las proteínas. Él dice que observar las moléculas durante mucho tiempo a alta resolución les dará a los investigadores suficiente tiempo para ver cómo se comportan las proteínas individuales. Es mucho mejor observar algo con su dinámica sin cambios, dice.
La nueva técnica podría ayudar a los investigadores a comprender, por ejemplo, cómo una sola proteína contribuye a la formación de placas amiloides: marañas de proteínas que se encuentran entre las células nerviosas en el Alzheimer. Esto debería ampliar el alcance de los experimentos que podrían ser posibles, dice Cohen.
Otra ventaja de la configuración CLIC es que es barata. Los microscopios diseñados para obtener imágenes de proteínas individuales cuestan alrededor de $ 100,000. Puedes hacerlo mejor con CLIC y te costaría un par de cientos de dólares, dice Fernández. No requiere ningún software en particular o equipo costoso, dice, y agrega que planea probar la técnica en su propio laboratorio.
Fernández enfatiza que se necesitará tiempo y experimentos para confirmar cuán útil será la técnica, pero dice, creo que parece más que prometedora.