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A novel class of genetically encoded sensors of membrane protein function and structure

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Luz verde a nuevas sondas para la obtención de imágenes

La proteína verde fluorescente (GFP) emite fluorescencia verde de una gran intensidad al ser expuesta a luz azul. Esta molécula se emplea de manera habitual como reportero para analizar la expresión de genes; y algunas modificaciones permiten su empleo en el desarrollo de biosensores.

Salud

El descubrimiento de la proteína verde fluorescente (GFP) y su empleo en diferentes aplicaciones de la biología molecular y celular han supuesto una revolución en numerosas áreas de las ciencias de la vida. La GFP y otras proteínas fluorescentes (XFP) resultan muy útiles para el desarrollo de sensores ópticos, los cuales permiten obtener información acerca de una gran cantidad de propiedades y procesos celulares. Sin embargo, las sondas actuales convierten las variaciones de las propiedades celulares en señales ópticas detectables teniendo en cuenta únicamente los cambios ambientales de las propiedades ópticas de los fluoróforos. El proyecto MemsSensors («Una nueva clase de sensores codificados genéticamente con estructura y función de proteínas de membrana») ha propuesto la existencia de otra clase de sondas. Los miembros del equipo, financiado por la Unión Europea, han comenzado a analizar esta hipótesis proporcionando los fundamentos teóricos para el desarrollo y la utilización de dichas sondas. El nuevo tipo de sondas se basa en las propiedades de plano de los fluoróforos XFP, puesto que sus propiedades ópticas son anisotrópicas, es decir, dependientes de la dirección. Por ejemplo, al anclarse a una membrana, incluso pequeños cambios en la orientación del fluoróforo deberían producir importantes variaciones en la emisión de fluorescencia. El objetivo de los miembros del proyecto consiste en demostrar que la anisotropía del fluoróforo puede permitir la obtención de diferentes sensores codificados genéticamente, con estructura y actividad de proteína de membrana. El desarrollo de una proteína fluorescente sensible a voltaje (VSFP) aportó indicios preliminares de la existencia y la aplicabilidad de este fenómeno. Los éxitos científicos de este proyecto, financiado por la UE, demuestran que, al actuar como fluoróforos, numerosas proteínas de membrana de células vivas presentan anisotropía. Los investigadores han desarrollado una técnica de obtención de imágenes que permitió la realización de unos experimentos que proporcionaron información cuantitativa acerca de la estructura y la función de las proteínas de membrana. Este logro, aplicable a una gran cantidad de proteínas, tiene una gran relevancia científica y comercial. Esta técnica podría facilitar el desarrollo de una VSFP capaz de detectar pulsos de voltaje, los cuales transmiten información en las neuronas vivas. Los resultados obtenidos podrían revolucionar la investigación en el área de la neurociencia. Otro logro importante consistió en la creación de un instrumento que permite una precisa monitorización de los cambios conformacionales de las proteínas, con una resolución temporal de milisegundos. Esta herramienta, junto con la metodología de microscopía necesaria para su utilización, ha sido patentada en la República Checa, y se está considerando el establecimiento de un Tratado de cooperación en materia de patentes (PCT) para su aplicación. Los resultados del proyecto se han presentado en varios congresos científicos y se han remitido varios trabajos a revistas científicas para su publicación. Los frutos del proyecto MemsSensors podrían cambiar notablemente la investigación en neurociencia.

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