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Imaginología de proteínas de superresolución

Gracias a una tecnología innovadora que tiñe proteínas con diminutos colorantes moleculares es posible obtener imágenes de proteínas en resolución ultrafina en células vivas.

Salud

Para observar la formación de las proteínas y su movimiento en las células, se utilizan moléculas fluorescentes que resplandecen cuando se exponen a radiación ultravioleta. Para esto habitualmente se utiliza la proteína fluorescente verde (GFP), aislada por primera vez de medusas luminiscentes que existen hace ciento sesenta millones de años. Para que la proteína emita luz verde, se agregó GFP en el extremo de la molécula de proteína mediante el proceso de marcado. Como el marcador puede interferir en la función proteica, se ha puesto en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea GECCCCA (Genetic encoding and click chemistry with copper-chelating azides for super-resolution imaging of proteins) con el objetivo de formular un nuevo método alternativo para visualizar proteínas en alta resolución con el microscopio óptico. Los fluoróforos orgánicos son moléculas colorantes diminutas (hasta cien veces más pequeñas que la GFP) que pueden «teñir» las proteínas por emisión de luz cromática. Las proteínas se forman por repetición de sus unidades, los aminoácidos, por lo que GECCCCA diseñó un método para sustituir en una proteína a un solo aminoácido con el colorante. Esto se logró al cambiar la secuencia genética de la proteína de forma tal que incluya un aminoácido artificial que no existe en la naturaleza. Posteriormente, se agregó el colorante al aminoácido artificial mediante una reacción química que imita las reacciones naturales y que permite la formación de enlaces entre moléculas pequeñas. A fin de ensayar este método innovador, GECCCCA utilizó un colorante fluoróforo para teñir dos proteínas filamentosas muy abundantes que sostienen la estructura celular (actina y vimentina). Para esto, identificaron los aminoácidos en cada proteína que podrían sustituirse con aminoácidos artificiales sin afectar a la función proteica. Posteriormente, ajustaron la capacidad de reconocimiento del aminoácido artificial de la maquinaria celular de producción de proteínas. Tras producir la proteína se unió el colorante. Por último, combinaron las mejoras a un sistema de imaginología para revelar los detalles estructurales ultrafinos de los filamentos de actina y vimentina individuales en los espacios celulares. El trabajo de GECCCCA contribuirá de forma significativa a la visualización de proteínas en células vivas.

Palabras clave

Proteínas, colorantes moleculares, microscopio óptico, fluoróforos orgánicos, aminoácidos artificiales

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