Al reemplazar las partículas fluorescentes en el proceso de imagen actual con otras que dispersan la luz, los investigadores han revelado un nivel completamente nuevo de detalles deslumbrantes dentro de nuestras células vivas.
La modificación innovadora permitirá a los científicos observar directamente el comportamiento molecular durante un período mucho más largo, abriendo una ventana a procesos biológicos fundamentales como la división celular.
«Una célula viva es un lugar repleto de proteínas aquí y allá». Explicar Guangjie Cui, ingeniero biomédico de la Universidad de Michigan. «Nuestra solución superior es muy atractiva para observar estas actividades dinámicas».
Super Resolution es un proceso para observar estructuras biológicas increíblemente pequeñas. Utiliza una serie de disparos tomados de grupos de partículas fluorescentes que resaltan áreas específicas del tejido objetivo, eliminando el efecto opaco de una inundación de luz difractada.
Los investigadores detrás de su desarrollo ganaron un premio nobel en 2014. Tan revolucionario como fue el proceso, también lo fue la capacidad de las partículas fluorescentes para ser absorbidas y luego expulsadas. La longitud de onda deseada de la luz. Se desgasta en decenas de segundos, lo que excluye la asignación de operaciones de mayor duración.
Entonces, Cui y sus colegas desarrollaron un sistema para detectar la dispersión de la luz de nanobarras de oro distribuidas al azar, un proceso que no se interrumpe con la exposición repetida a la luz. Aunque los marcadores dorados son más grandes que las estructuras de destino, las imágenes de subconjuntos de múltiples ángulos de las barras y la combinación de las imágenes proporcionan la misma resolución altamente detallada.
El sistema resultante permite 250 horas de observaciones continuas con una resolución de solo 100 átomos.
Luego, Cui y sus colegas examinaron todo el proceso de división celular utilizando una nueva nanoscopía PINE, y revelaron un comportamiento que no se había visto antes. partículas de actinahasta el nivel de molécula individual.
Actina, el componente principal de la célula. citoesqueletoBrinda soporte estructural a las células y ayuda a facilitar el movimiento dentro de la célula. Entonces, estas moléculas en forma de filamentos ramificados juegan un papel muy importante en la división de la célula antes de separarla en dos células hijas.
Cada copia de estas células hereda el mismo interior, desde las proteínas hasta el ADN, pero cómo sucede esto exactamente ha sido un misterio durante mucho tiempo debido a las limitaciones de nuestra tecnología óptica.
Al observar 904 filamentos de actina durante el proceso de división celular, Cui y su equipo pudieron ver cómo se comportaban las moléculas individuales entre sí. Descubrieron que cuando las moléculas de actina estaban menos unidas, se expandían en busca de más enlaces. A medida que cada actina llega a sus vecinas, se acerca a otras moléculas de actina, lo que hace que su red se expanda.
Los investigadores vieron cómo estos movimientos a pequeña escala se traducían en una pantalla celular a gran escala. Inesperadamente, cuando la actina expande la célula en general, en realidad se contrae, mientras que cuando la actina se contrae, se expande. Esto parece paradójico, por lo que los investigadores están ansiosos por explorar cómo se produce este movimiento opuesto.
“Planeamos usar nuestro método para estudiar cómo se organizan otros bloques de construcción moleculares en tejidos y órganos”, dijo el ingeniero biomédico de la Universidad de Michigan, Somin Lee. libros para conversar
«Nuestra tecnología puede ayudar a los investigadores a visualizar y, por lo tanto, comprender mejor cómo los defectos moleculares en los tejidos y órganos progresan hasta convertirse en enfermedades».
Esta investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.