Basado en una proteína de E. coli , los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio han desarrollado un sensor de proteína fluorescente capaz de proporcionar información en tiempo real sobre cambios dinámicos en los niveles de oxígeno con una sensibilidad muy alta. Como el nivel de oxígeno es un determinante importante de la función celular, la idea detrás de este sensorpuede revolucionar nuestra capacidad de detectar cambios celulares de importancia crítica, como en tumores y después de un derrame cerebral y un ataque cardíaco.
El oxígeno es un jugador importante en los procesos bioquímicos que hacen posible la vida en la tierra. Ser capaz de medir de forma rápida y precisa los niveles de oxígeno dentro de las células vivas podría ser útil en varias áreas de la biología, incluida la fisiología, la medicina y la bioingeniería. Por ejemplo,Los niveles de oxígeno en las células cancerosas pueden afectar su respuesta a las terapias contra el cáncer, mientras que los niveles de oxígeno en los tejidos después de un accidente cerebrovascular o ataque cardíaco pueden influir en el tratamiento y la recuperación. En un artículo publicado recientemente en la revista Informes científicos , Jiro Nomata y Toru Hisabori, investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio, informan el desarrollo de un nuevo tipo de sensor de oxígeno que puede alterar drásticamente nuestra capacidad para detectar cambios en los niveles de oxígeno celular ". Limitaciones en los métodos desarrollados previamente para medir los niveles de oxígenodificulta el análisis de los niveles de oxígeno en las células vivas ", señala el profesor Hisabori," por lo que buscamos superar estas limitaciones mediante el desarrollo de un sensor codificado genéticamente que pueda proporcionar información en tiempo real sobre los cambios dinámicos de los niveles de oxígeno en las células vivas ".
Los investigadores usaron una proteína llamada la proteína del sensor de oxígeno directo, o DosP, de la bacteria E. coli , que tiene la capacidad de unirse o liberar oxígeno dependiendo de los niveles de oxígeno dentro de la célula. La parte de la proteína que puede unirse al oxígeno se aisló y se unió a una proteína fluorescente, antes de evaluar la intensidad de fluorescencia del producto resultante bajodiferentes niveles de oxígeno. Los investigadores encontraron que la fluorescencia de su nueva proteína, llamada sensor ANA an aeróbico / a proteína de fluorescencia con detección eróbica, aumenta en presencia de oxígeno y disminuye en ausencia de oxígeno, por lo tanto, rastrea con éxito los cambios dinámicos en el contenido de oxígeno.El desarrollo posterior les permitió ajustar la proteína para permitir una cuantificación más precisa de los niveles de oxígeno.Mediante el uso del sensor ANA, se puede monitorear la producción fotosintética de oxígeno por un microorganismo fotosintético cianobacterias.Notablemente, en una mejora dramática sobre los métodos de detección de oxígeno anteriores, los cambios en los niveles de oxígeno se reflejan por los cambios en la fluorescencia del sensor ANA con una sensibilidad muy alta.
Sin embargo, quizás el aspecto más significativo de este estudio es el potencial de aplicar este método al desarrollo de otras sondas de sensores de proteínas para detectar una serie de cambios celulares a nivel molecular. "Casi todas las sondas de proteínas de sensores actuales se basan encambios conformacionales ", señala el Dr. Nomata." En contraste, el mecanismo de apagado de fluorescencia utilizado en este estudio amplía las posibilidades para el desarrollo de nuevas sondas de sensores de proteínas ".
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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