Membranas celulares en súper resolución
Por primera vez en la historia, la microscopía de expansión permite visualizar hasta los más finos detalles de las membranas celulares. Esto ofrece nuevos conocimientos sobre los procesos de infección bacteriana y viral
La microscopía de expansión (ExM) permite la obtención de imágenes de las células y sus componentes con una resolución espacial muy inferior a 200 nanómetros. Para ello, las proteínas de la muestra investigada se entrecruzan en un polímero hinchable. Una vez que se han destruido las interacciones entre las moléculas, las muestras pueden expandirse muchas veces con agua. Esto permite una comprensión detallada de sus estructuras.
Microscopio de expansión de esfingolípidos (ExM) de células diez veces más grandes infectadas con clamidia. Las membranas bacterianas están marcadas en verde; se pueden distinguir las membranas internas y externas de la bacteria (c). Bajo (a) escaneo láser confocal y bajo (b) microscopía de iluminación estructurada (SIM). Barras de escala: 10 y 2 micras en los pequeños rectángulos blancos respectivamente.
Arbeitsgruppe Sauer / Universität Würzburg
"Este método estaba previamente limitado a las proteínas. En la revista Nature Communications presentamos ahora una forma de expandir los lípidos y, por tanto, las membranas celulares", dice el profesor Markus Sauer, experto en microscopía de superresolución del Biocentro de la Julius-Maximilians-Universität (JMU) de Würzburg en Baviera, Alemania. Los profesores de la JMU Thomas Rudel (microbiología) y Jürgen Seibel (química) también participan en la publicación.
Los lípidos sintéticos están marcados y expandidos
El equipo de Jürgen Seibel ha sintetizado esfingolípidos funcionalizados, que son un componente importante de las membranas celulares. Si estos lípidos se añaden a los cultivos celulares, se incorporan a las membranas celulares. Entonces pueden ser marcados con un colorante y expandidos de cuatro a diez veces en un polímero hinchable.
Los investigadores del JMU muestran que este método - en combinación con la microscopía de iluminación estructurada (SIM) - permite por primera vez obtener imágenes de diferentes membranas y sus interacciones con las proteínas con una resolución de 10 a 20 nanómetros: las membranas celulares, la membrana nuclear celular externa e interna y también las membranas de orgánulos intracelulares como las mitocondrias.
Centrándonos en las bacterias y los virus
Los esfingolípidos también se integran de manera muy eficiente en las membranas de las bacterias. Esto significa que, por primera vez, patógenos como Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis y Simkania negevensis pueden visualizarse en las células infectadas con una resolución que antes sólo se lograba con la microscopía electrónica. Incluso las membranas internas y externas de las bacterias Gram-negativas pueden distinguirse entre sí.
"Con los nuevos métodos microscópicos de súper resolución, ahora queremos investigar los mecanismos de infección bacteriana y las causas de la resistencia a los antibióticos. Lo que aprendemos en el proceso podría ser utilizado para mejorar las terapias", dice el profesor Thomas Rudel, un experto en infecciones bacterianas.
Los esfingolípidos también podrían integrarse en la membrana de los virus. Si esto tiene éxito, las interacciones de los coronavirus con las células podrían ser estudiadas por primera vez con microscopía de luz de alta resolución.
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 Inglés se puede encontrar aquí.
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