El obstáculo de la microscopía superado
Las estructuras celulares más pequeñas ahora pueden ser imaginadas aún mejor
Con la microscopía de alta resolución, es teóricamente posible visualizar las estructuras celulares con una resolución de unos pocos nanómetros. Sin embargo, en la práctica esto todavía no ha sido posible.
a) Ex-dSTORM tridimensional de 3,2 veces los centríolos expandidos. Barra de medición de un micrómetro. b) La sección ampliada del apartado a) muestra la simetría de nueve veces del percentil. Barra de medición de 500 nanómetros. c) Ex-dSTORM tridimensional de filamentos de tubulina expandidos 3,1 veces. Barra de medición de dos micrones. d) El aumento en c) muestra un filamento de tubulina; barra de medición de 500 nanómetros. e) La sección transversal de un filamento de la tubulina muestra su estructura hueca. Barra de medición de 200 nanómetros.
Team Markus Sauer / Universität Würzburg
La razón de esto es que los anticuerpos que llevan un colorante fluorescente se utilizan generalmente para etiquetar las estructuras celulares. Por lo tanto, el tinte no se encuentra directamente en la estructura objetivo, sino a unos 17,5 nanómetros de distancia de ella. En parte debido a este error de distancia, la resolución teóricamente alcanzable no pudo ser lograda hasta ahora.
Publicación en Nature Communications
Un equipo de investigación internacional ha superado este obstáculo. Esto se logró combinando el microscopio de fluorescencia de alta resolución dSTORM con el microscopio de expansión ExM. La revista Nature Communications presenta los resultados.
La publicación fue dirigida por un equipo del Biocentro de la Universidad Julius-Maximilians-Universidad (JMU) de Würzburg: el profesor Markus Sauer, jefe de la cátedra de Biotecnología y Biofísica, con los estudiantes de doctorado Fabian Zwettler y Sebastian Reinhard. Los profesores Paul Guichard de la Universidad de Ginebra (Suiza) y Toby Bell de la Universidad de Monash (Australia) también desempeñaron un papel fundamental.
Obstáculos para combinar dSTORM y ExM
El método dSTORM, que fue desarrollado en el grupo del profesor Sauer, logra una resolución casi molecular de unos 20 nanómetros. Para aumentar aún más la resolución, una combinación con la microscopía de expansión, que ha estado disponible durante algunos años, parecía prometedora.
En ExM, la muestra a examinar se reticula en un polímero hinchable. A continuación se destruyen las interacciones de las moléculas de la muestra y se deja que la muestra se hinche con agua. Esto lleva a una expansión: las moléculas a ser fotografiadas se separan espacialmente por un factor de cuatro.
Por qué los dos métodos no pudieron ser combinados anteriormente
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Los tintes fluorescentes utilizados por dSTORM para marcar las moléculas no sobrevivieron a la polimerización del gel acuoso.
dSTORM requiere una solución tampón, pero la muestra expandida podría contraerse de nuevo.
El error de distancia se redujo significativamente
"Al estabilizar el gel y la tinción inmune sólo después de la expansión, pudimos superar estos obstáculos y combinar con éxito los dos métodos de microscopía", dice Markus Sauer felizmente. Como resultado, el error de distancia se derrite a sólo cinco nanómetros cuando se expande 3,2 veces. Esto hace posible por primera vez la imagen de fluorescencia con resolución molecular.
Los investigadores mostraron lo bien que funciona su método en los centríolos y las estructuras que se componen de la proteína tubulina. Entre otras cosas, pudieron visualizar los tubos de tubulina como cilindros huecos con un diámetro de 25 nanómetros. Los investigadores lograron obtener imágenes nítidas de grupos de tres compuestos de estructuras tubulares a una distancia de 15 a 20 nanómetros en los centríolos. Los centríolos son estructuras celulares que juegan un papel importante en la división celular.
El profesor Sauer concluye: "Para muchos componentes celulares importantes, la combinación de ExM y dSTORM nos permite ahora obtener por primera vez conocimientos detallados sobre la función y la arquitectura molecular. Por lo tanto, el equipo planea aplicar el método a diferentes estructuras, orgánicas y complejos multiproteicos de la célula.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
Publicación original
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