Via libera a nuove sonde per l'imaging
La scoperta della proteina verde fluorescente (GFP) ha permesso di ottenere molte applicazioni in biologia cellulare e molecolare, rivoluzionando molte aree delle scienze naturali. La GFP e altre proteine fluorescenti (XFP) sono utili nello sviluppo dei sensori ottici, che offrono informazioni su molte proprietà e processi cellulari. Ma le sonde attualmente usate considerano solo i cambiamenti ambientali delle proprietà ottiche dei fluorofori per convertire i cambiamenti delle proprietà cellulari in un segnale rilevabile otticamente. Il progetto MemsSensors (A novel class of genetically encoded sensors of membrane protein function and structure) ha suggerito l'esistenza di un'altra classe di sonde. I membri dell'equipe finanziata dall'UE puntavano a dimostrare questa ipotesi offrendo il background teorico per lo sviluppo e l'uso di tali sonde. La nuova classe di sonde sfrutta le proprietà planari dei fluorofori XFP, dato che le loro proprietà ottiche sono anisotropiche, ovvero dipendono dalla direzione. Se attaccati a una membrana cellulare, ad esempio, anche piccole variazioni nell'orientamento dei fluorofori offrono chiare variazioni nella fluorescenza osservata. I partner di progetto hanno definito diversi obiettivi per dimostrare che l'anisotropia dei fluorofori può fungere da base per diversi sensori codificati geneticamente dell'attività e della struttura delle proteine di membrana. Lo sviluppo di una proteina fluorescente voltaggio-sensibile (VSFP) ha fornito le prime prove dell'esistenza e dell'applicabilità di questo fenomeno. I risultati scientifici del progetto finanziato dall'UE hanno rivelato che l'anisotropia dei fluorofori si può osservare in molte proteine di membrana nelle cellule viventi. I ricercatori hanno creato una tecnica di imaging per condurre esperimenti che hanno prodotto informazioni quantitative sulla struttura e sul funzionamento delle proteine di membrana. Questi risultati, applicabili a diverse proteine, hanno una notevole importanza scientifica e commerciale. La tecnica può promuovere lo sviluppo di un VSFP utilizzabile per rilevare gli impulsi di tensione che trasportano informazioni nei neuroni viventi. Questi risultati potrebbero rivoluzionare le attività nel settore della ricerca neuroscientifica. Un altro obiettivo importante è stato realizzato con la creazione di un dispositivo che consente un monitoraggio preciso dei cambiamenti conformazionali su scala temporale di sub-millisecondi. Questo dispositivo e il relativo metodo microscopico hanno ottenuto un brevetto ceco e viene ora considerata la relativa applicazione per un brevetto PCT (Trattato di cooperazione in materia di brevetti). I risultati del progetto sono stati presentati in diversi incontri scientifici e sono state presentate diverse pubblicazioni scientifiche. I risultati del progetto MemsSensors potrebbero rivoluzionare le attività nel settore della ricerca neuroscientifica.
