Microscopia elettronica per il miglioramento dell'imaging
I microscopi sono strumenti che consentono la visualizzazione di oggetti invisibili a occhio nudo, e i microscopi elettronici hanno un potere risolutivo superiore a quello dei microscopi ottici tradizionali in quanto utilizzano un fascio di elettroni per illuminare il campione. Il progetto HT3DEM ("High-throughput three-dimensional electron microscopy"), finanziato dall'UE, ha riunito gli esperti europei in microscopia elettronica, cristallizzazione bidimensionale e robotica per sviluppare un microscopio elettronico tridimensionale. Lo scopo principale era la realizzazione di una piattaforma automatizzata per l'analisi di complessi proteici nativi e cristalli di proteine di membrana bidimensionali tramite la microscopia elettronica. Per distinguere la struttura terziaria delle proteine, queste vengono sottoposte a cristallizzazione tramite precipitazione da una soluzione acquosa; il cristallo ben ordinato, quindi, fornisce uno schema di diffrazione quando viene esposto ai raggi X, e sotto analisi determina la struttura tridimensionale di una proteina. I membri del team hanno sviluppato un robot avanzato estremamente affidabile per la cristallizzazione ad elevato throughput, e l'ottimizzazione dei parametri del metodo consente la variabilità nel processo di cristallizzazione ed è applicabile a diverse proteine di membrana. A seguito della cristallizzazione, i campioni di proteine vengono trasferiti automaticamente al microscopio elettronico e le immagini vengono acquisite e analizzate in maniera prospettica. Gli operatori possono progettare un esperimento di cristallizzazione e tramite un database assegnare dati alle immagini della cristallizzazione acquisite con il microscopio elettronico. Complessivamente, con il progetto HT3DEM è stata ottenuta una cristallizzazione proteica ad elevato throughput e un processo di analisi delle proteine idoneo per molte applicazioni nel settore sanitario e nell'industria farmaceutica. Ogni passo in avanti del processo rappresenta un sostanziale avanzamento nello stato dell'arte e una sensibile riduzione dei tempi e dei costi di elaborazione, e questi risultati schiudono nuove opportunità per un ampio utilizzo della microscopia elettronica.
