Strumenti Biomolecolari Innovativi: PicoRulers
Strumenti Biomolecolari Innovativi: PicoRulersUna buona notizia per i ricercatori che lavorano con la microscopia a fluorescenza ad alta risoluzione: sono ora disponibili righelli molecolari biocompatibili per calibrare i più recenti metodi di microscopia super-risoluzione.
I recenti progressi nella microscopia super-risoluzione consentono ora una risoluzione ottica di pochi nanometri, paragonabile alle dimensioni delle molecole cellulari. Tuttavia, verificare questa risoluzione su componenti cellulari come i complessi multiproteici è stato difficile a causa dell’assenza di sistemi di riferimento biomolecolari in grado di etichettare con precisione i coloranti a distanze nanometriche.
Un team di scienziati guidato dal Dr. Gerti Beliu e dal Professor Markus Sauer del Rudolf Virchow Centre – Centro per l’Imaging Biointegrativo e Traslazionale presso l’Università Julius-Maximilians (JMU) di Würzburg, in Baviera, Germania, ha ora fornito una svolta. Nella rivista Advanced Materials, presentano nuovi righelli molecolari biocompatibili, i PicoRulers (Righelli Ottici di Calibrazione basati su Proteine).
Utilizzando l’espansione del codice genetico e la chimica click, il team è riuscito a costruire questi righelli molecolari personalizzati. Possono essere utilizzati come strutture di riferimento biomolecolari precise nella microscopia a fluorescenza.
Capolavoro Tecnologico: Precisione a Scala Molecolare
I PicoRulers si basano sulla proteina tridimensionale PCNA (Antigene Nucleare della Cellula in Proliferazione), che svolge un ruolo centrale nella replicazione e riparazione del DNA. Attraverso l’introduzione precisa di aminoacidi non naturali in posizioni ben definite, questa proteina è stata modificata in modo tale che i coloranti fluorescenti o altre molecole possano essere specificamente agganciati con un minimo errore di collegamento.
Ciò consente ai ricercatori di testare la risoluzione degli ultimi metodi di microscopia super-risoluzione con una precisione senza precedenti su una biomolecola cellulare ben definita.
Markus Sauer è entusiasta: “La capacità di risolvere strutture biologiche reali a livello sub-10-nanometri segna una nuova era nell’imaging biologico. Rispetto alle macromolecole artificiali precedentemente utilizzate, i nostri PicoRulers si caratterizzano non solo per la loro compatibilità biologica. Consentono anche una precisione senza pari per testare la risoluzione in condizioni realistiche.”
Ampliamento degli Orizzonti di Ricerca: Processi Cellulari Svelati
L’applicazione di questa tecnologia si estende ben oltre i confini tradizionali della microscopia. “I nostri PicoRulers non sono solo uno strumento per misurazioni più precise, ma aprono anche la porta a un’indagine più approfondita e dettagliata dei processi complessi che avvengono all’interno delle nostre cellule”, spiega Gerti Beliu.
Implicazioni Future: Trasformare l’Imaging Biologico
Il ulteriore sviluppo dei PicoRulers potrebbe cambiare a lungo termine l’imaging biologico e medico con risoluzione molecolare. Per la prima volta, rendono possibile convalidare e migliorare il potenziale di risoluzione dei nuovi metodi di microscopia super-risoluzione su campioni biologici. Ciò li rende uno strumento prezioso per il futuro chiarimento dell’organizzazione molecolare e dell’interazione delle biomolecole nelle cellule.
Riferimento: “Pcna come Nanorighello basato su Proteine per l’Imaging a Fluorescenza Sub-10 Nm” di Dominic A. Helmerich, Made Budiarta, Danush Taban, Sören Doose, Gerti Beliu e Markus Sauer, 27 novembre 2023, Advanced Materials.
DOI: 10.1002/adma.202310104