Tehnicile avansate pot fi aplicate pentru a privi lumea infinit de mică
Dimensiunea contează: Măsurarea distanțelor dintre molecule nu este o sarcină simplă, dar o echipă de cercetători germani a dezvoltat o nouă metodă care ar putea revoluționa cercetarea biologică și, eventual, chiar să influențeze dezvoltarea tehnologiei semiconductoarelor, dacă avem norocul.
Cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Științe Multidisciplinare din Germania au realizat o măsurare optică revoluționară a distanțelor intramoleculare cu precizie la nivel de angstrom. Mai simplu spus, au măsurat cu succes lățimea unui singur atom folosind o „riglă” nanoscopică și câteva tehnici bazate pe fluorescență.
Într-un studiu publicat în Science, echipa a explicat că măsurarea distanțelor la scara nanometrică este notoriu dificilă cu metodele pur optice. Cu toate acestea, au dezvoltat o abordare nouă numită Minflux, care le-a permis să măsoare distanțe intramoleculare în intervalul de la 1 la 10 nanometri pentru molecule tipice.
Potrivit coautorului studiului, Steffen Sahl, echipa sa concentrat pe procesul de pliere a proteinelor și a altor molecule mari. Aceste structuri biologice se pliază uneori incorect, ceea ce poate duce la efecte dăunătoare asupra corpului uman și contribuie la afecțiuni grave precum boala Alzheimer.
Sahl a spus că echipa își propune să treacă dincolo de simpla cartografiere a pozițiilor macromoleculelor unele față de altele și să abordeze sarcina mai dificilă de a sonda în interiorul macromoleculei în sine. Pentru a realiza acest lucru, au atașat doi markeri fluorescenți în puncte diferite ale unei proteine, făcându-le să strălucească sub un fascicul laser. Analizând radiația electromagnetică emisă de acești markeri strălucitori, cercetătorii au reușit să măsoare cu precizie distanța dintre ei.
„Rigla” fluorescentă s-a bazat pe o structură de poliprolină, care este deja folosită ca „riglă moleculară” în biologia structurală. Cea mai mică distanță pe care au măsurat-o a fost de 0,1 nanometri – aproximativ lățimea unui atom tipic.
Jonas Ries, cercetător la Universitatea din Viena, Austria, a descris noua tehnică drept un progres tehnic semnificativ. El a recunoscut, totuși, că nu a putut explica cum a reușit echipa să-și mențină microscoapele atât de stabile.
Kirti Prakash, un cercetător britanic, a remarcat că, deși precizia „impresionantă” obținută de echipa germană este promițătoare, trebuie testată pe sisteme biologice mai complexe. Prakash a sugerat, de asemenea, că microscopia cu fluorescență s-ar putea să nu se traducă bine în medii non-biologice, cum ar fi tranzistoarele pe bază de siliciu. Cu toate acestea, obținerea unei precizii la nivel de angstrom în timpul examinării unui procesor la microscop ar oferi într-adevăr o călătorie optică fascinantă.
