Científicos desarrollan una nueva fórmula que permite investigar el "nanocosmos" de las células
Científicos del Instituto Max Planck (MPI) han desarrollado una nueva fórmula que permite reducir la resolución de los microscopios de luz hasta 15 nanómetros. Dicha reducción supera la de una fórmula anterior según la cual era imposible una resolución óptica por debajo de los 200 nanómetros. La nueva fórmula podría desvelar, según los científicos, el funcionamiento del "nanocosmos" de las células. Desde su descubrimiento en el siglo XVII, el microscopio de luz ha resultado clave para los nuevos descubrimientos médicos y biológicos. La luz, que se propaga en forma de ondas, está sujeta no obstante al denominado fenómeno de difracción que limita la resolución del objeto en el microscopio. Los efectos que limitan dicha resolución fueron descubiertos por primera vez en 1873 por el físico alemán Ernst Abbe que observó que las estructuras que se encuentran a una distancia inferior entre ellas a 200nm no podían separarse visualmente cuando son observadas mediante luz visible; cuando se las observa a través del microscopio óptico aparecen como una única entidad borrosa. El reconocimiento por este físico de la resolución limitada de los microscopios de luz fue considerada durante mucho tiempo como una ley inalterable en la utilización de imágenes de campo lejano. Para conseguir una mayor resolución era necesario utilizar microscopios de electrones. Todo ello cambió hace algunos años cuando investigadores del departamento de nanobiofotónica del Instituto Max Planck de Química Biofísica en Göttingen desarrollaron una nueva técnica conocida como microscopía de Reducción Estimulada de la Emisión (Stimulated Emission Depletion - STED) que, según estos científicos, era capaz de superar el límite de la resolución de Abbe. Esta técnica supone la utilización de dos rayos láser superpuestos. Para conseguir que el punto fluorescente sea menor, los investigadores utilizan un rayo de luz para excitar los colorantes fluorescentes añadidos a una muestra de proteína. Antes de que las moléculas excitadas por la luz puedan fluorescer se utiliza un segundo rayo que se superpone al primero y fuerza la relajación de las moléculas del rayo anular exterior. Dicho con otras palabras, las moléculas en el punto claramente más pequeño del centro del anillo de luz siguen excitadas y fluorescen. En el mes de abril, un equipo de investigación de la cuidad de Göttingen comprobó esta nueva ley mediante experimentos que permitían visualizar la proteína sinaptotagmina que forma parte de las membranas de cada una de las vesículas de las células. Las vesículas son "burbujas" de la membrana de aproximadamente unos 40 nm de diámetro llenas de neurotransmisores que transportan moléculas mensajeras químicas hasta las sinapsis. Estas actúan a su vez como puntos de conexión entre las células nerviosas facilitando la transmisión de las señales nerviosas de una célula a otra. Sus contenidos son vertidos en las sinapsis cuando las membranas de la vesícula se funden con la membrana de la célula nerviosa. Hasta ahora no estaba claro si las proteínas adheridas a la membrana de la vesícula se distribuían por toda la membrana de la célula tras producirse la fusión o si permanecían juntas alojadas en el parche de la membrana que formaba previamente la vesícula. Con la ayuda de la microscopía STED, los investigadores pudieron demostrar que las moléculas de sinaptotagmina de una vesícula permanecen juntas tras la fusión. Los últimos experimentos, cuyos resultados fueron publicados en las actas de la National Academy of Sciences, muestran ahora que la técnica STED puede llegar a alcanzar resoluciones de tan sólo 15nm. Se confía en que la posibilidad de observar las células a una nanoscala tan pequeña permita mejorar el conocimiento de los intrincados mecanismos de las células. Por ejemplo, esta fórmula permitirá aclarar el funcionamiento de proteínas que con dimensiones de 2 a 20 nanómetros eran demasiado pequeñas para poder ser observadas. Sin embargo para el profesor Stefan Hell, quien asegura que "todavía no se han explotado todas las posibilidades de la técnica STED", es posible imaginar una resolución tan pequeña como la de una molécula de colorante, lo que corresponde a la nitidez de uno o dos nanómetros.
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Alemania