Aquí hay buenas noticias para los investigadores que trabajan con microscopía de fluorescencia de alta resolución: por primera vez, se pueden utilizar reglas moleculares biocompatibles para calibrar los últimos métodos de microscopía de superresolución. Los avances recientes en microscopía de superresolución han permitido que la resolución óptica alcance unos pocos nanómetros, comparable al tamaño de las moléculas celulares. Sin embargo, validar esta resolución en componentes celulares como complejos multiproteicos ha sido un desafío debido a la falta de sistemas de referencia biomoleculares capaces de marcar con tintes con precisión a distancias a nanoescala.
Un equipo de científicos dirigido por la Dra. Gerti Beliu y el profesor Markus Sauer del Centro Rudolf Virchow de Bioimagen Integrativa y Traslacional de la Universidad Julius-Maximilians (JMU) en Baviera, Alemania, ha proporcionado un punto de inflexión. Publicaron nuevas reglas moleculares biocompatibles, PicoRulers (reglas ópticas de calibración de imágenes basadas en proteínas) en la revista Advanced Materials.
El equipo de investigación construyó con éxito estas reglas moleculares personalizadas utilizando la expansión del código genético y la química de clics. Se pueden utilizar como estructuras de referencia biomoleculares precisas en microscopía de fluorescencia.
Los PicoRulers se basan en la proteína de tres partes PCNA (antígeno nuclear de células proliferativas), que desempeña un papel central en la replicación y reparación del ADN. La proteína se ha modificado introduciendo aminoácidos no naturales en posiciones posicionadas con precisión, lo que permite que tintes fluorescentes u otras moléculas hagan clic específicamente sobre ella con errores de enlace mínimos.
Esto permite a los investigadores probar la resolución de los últimos métodos de microscopía de superresolución en biomoléculas celulares definidas con precisión con una precisión sin precedentes.
Markus Sauer dijo con entusiasmo: "La capacidad de resolver estructuras biológicas reales a un nivel inferior a 10 nanómetros marca una nueva era en la tecnología de bioimagen. En comparación con las macromoléculas artificiales utilizadas anteriormente, nuestros PicoRulers no sólo son biocompatibles, sino que también logran una precisión de resolución de prueba incomparable en condiciones del mundo real".
"El ámbito de aplicación de esta tecnología va mucho más allá de los límites de la microscopía tradicional", explica Gerti Beliu. "Nuestros PicoRulers no son sólo una herramienta para mediciones más precisas, sino que también abren la puerta a un estudio más profundo y detallado de los complejos procesos que tienen lugar dentro de las células".
A largo plazo, un mayor desarrollo de PicoRulers podría transformar las imágenes biológicas y médicas con resolución molecular. PicoRuler permite por primera vez validar y mejorar el potencial de resolución de nuevos métodos de microscopía de superresolución en muestras biológicas. Esto los convierte en herramientas valiosas para el esclarecimiento futuro de la organización molecular y las interacciones de las biomoléculas en las células.