Las proteínas en su mayoría no funcionan de forma aislada, sino que forman complejos más grandes como las máquinas moleculares que permiten a las células comunicarse entre sí, mover la carga en sus interiores o replicar su ADN. Nuestra capacidad de observar y rastrear cada proteína individual dentro de estosLas máquinas son cruciales para nuestra comprensión final de estos procesos. Sin embargo, el advenimiento de la microscopía de súper resolución que ha permitido a los investigadores comenzar a visualizar moléculas o complejos moleculares muy cercanos con una resolución de 10-20 nanómetros no es lo suficientemente potente como para distinguir las características moleculares individuales dentro de esos procesos.complejos densamente empaquetados.
Por primera vez, un equipo del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de Harvard, dirigido por el miembro de la Facultad Central Peng Yin, Ph.D., ha podido distinguir características distanciadas solo a 5 nanómetros entre sí en un densamente embalado,estructura molecular única y para lograr la resolución más alta hasta ahora en microscopía óptica. Informó el 4 de julio en un estudio en Nanotecnología de la naturaleza , la tecnología, también llamada "imagen molecular discreta" DMI, mejora la plataforma de microscopía de súper resolución impulsada por nanotecnología de ADN del equipo con un conjunto integrado de nuevos métodos de imagen.
El año pasado, la oportunidad de permitir a los investigadores con microscopía de alta resolución de bajo costo utilizando tecnologías basadas en DNA-PAINT llevó al Instituto Wyss a lanzar su spin-off Ultivue Inc.
"La resolución ultra alta de DMI avanza la plataforma DNA-PAINT un paso más hacia la visión de proporcionar la mejor visión de la biología. Con este nuevo poder de resolución y la capacidad de enfocarse en características moleculares individuales, DMI complementa la estructura estructural actualMétodos de biología como la cristalografía de rayos X y la microscopía crioelectrónica. Abre un camino para que los investigadores estudien las conformaciones moleculares y las heterogeneidades en complejos de múltiples componentes, y proporciona un método fácil, rápido y multiplexado para el análisis estructural de muchas muestras enparalelo ", dijo Peng Yin, quien también es profesor de biología de sistemas en la Facultad de Medicina de Harvard.
las tecnologías DNA-PAINT, desarrolladas por Yin y su equipo, se basan en la unión transitoria de dos cadenas cortas de ADN complementarias, una unida al objetivo molecular que los investigadores pretenden visualizar y la otra unida a un tinte fluorescente. Ciclos repetidosde unión y desunión crea un comportamiento de parpadeo muy definido del tinte en el sitio de destino, que es altamente programable por la elección de hebras de ADN y ahora ha sido explotado aún más por el trabajo actual del equipo para lograr imágenes de resolución ultra alta.
"Al aprovechar aún más los aspectos clave subyacentes a las condiciones de parpadeo en nuestras tecnologías basadas en DNA-PAINT y desarrollar un método novedoso que compensa los movimientos pequeños pero extremadamente disruptivos de la platina del microscopio que transporta las muestras, logramos aumentar el potencial más allálo que ha sido posible hasta ahora en microscopía de súper resolución ", dijo Mingjie Dai, quien es el primer autor del estudio y un estudiante graduado que trabaja con Yin.
Además, el estudio fue escrito por Ralf Jungmann, Ph.D., un ex becario postdoctoral en el equipo de Yin y ahora líder de grupo en el Instituto de Bioquímica Max Planck de la Universidad Ludwig Maximilian en Munich, Alemania.
Los científicos del Instituto Wyss han comparado la resolución ultra alta de DMI utilizando nanoestructuras de ADN sintético. A continuación, los investigadores planean aplicar la tecnología a complejos biológicos reales como el complejo de proteínas que duplica el ADN en las células en división o los receptores de la superficie celular que unen susligandos
"Peng Yin y su equipo han roto una vez más las barreras nunca antes posibles al aprovechar el poder del ADN programable, no para el almacenamiento de información, sino para crear" instrumentos moleculares "a escala nanométrica que llevan a cabo tareas definidas y leen lo que analizan. Este nuevoEl avance a su plataforma de imágenes de súper resolución impulsada por ADN es una hazaña increíble que tiene el potencial de descubrir el funcionamiento interno de las células a nivel de molécula única utilizando microscopios convencionales que están disponibles en laboratorios de biología comunes ", dijo el Dr. Donald Ingber, Ph..D., Que es el profesor Judah Folkman de Biología Vascular en la Facultad de Medicina de Harvard y el Programa de Biología Vascular en el Hospital de Niños de Boston, y también Profesor de Bioingeniería en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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