Ora, un nuovo sensore sviluppato presso Janelia sta offrendo ai ricercatori la migliore visione dei livelli di ATP all'interno delle cellule viventi, consentendo agli scienziati di studiare in modo più dettagliato che mai il modo in cui le fluttuazioni di questa valuta cellulare influenzano la cellula e contribuiscono alla malattia.

Sebbene l’ATP sia di fondamentale importanza per le cellule, non esistono metodi validi con cui gli scienziati possano monitorare come cambia nelle cellule viventi. I precedenti sensori ATP erano deboli, lenti o difficili da usare.

Nel 2019, i ricercatori di Janelia e dell'UCLA hanno sviluppato un sensore di proteine ​​fluorescenti, iATPSnFR, che funziona in modo simile ai popolari sensori GCaMP utilizzati per rilevare il calcio. Una molecola fluorescente è attaccata a una proteina che lega l'ATP. Quando si verifica questo legame, la proteina cambia forma, facendo illuminare la molecola fluorescente. Questo sensore di prima generazione era in grado di rilevare i cambiamenti nell'ATP, ma funzionava solo in un intervallo ristretto, quindi non era utile per monitorare i cambiamenti nelle concentrazioni di ATP all'interno delle cellule.

Ora, gli scienziati e i collaboratori di Janelia, guidati da Jonathan Marvin, uno scienziato senior del Tool Translation Team di Janelia, hanno sviluppato il sensore di prossima generazione, iATPSnFR2, in grado di monitorare le concentrazioni di ATP su un intervallo molto più ampio. Ciò consente agli scienziati di misurare l'ATP all'interno delle cellule viventi in modo molto più dettagliato che mai.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences .

Tim Ryan, ricercatore presso Weill Cornell Medicine e Janelia Scholar, che ha lavorato con Marvin e il team per sviluppare e testare il nuovo sensore, ha utilizzato iATPSnFR2 per monitorare i cambiamenti nell'ATP nelle singole sinapsi, le giunzioni in cui i neuroni comunicano.

Ryan e il suo team stanno studiando come i cambiamenti nell'attività dell'ATP nelle sinapsi potrebbero svolgere un ruolo nello sviluppo della malattia di Parkinson. Il nuovo sensore consente loro di osservare direttamente questi cambiamenti e di capire come queste fluttuazioni potrebbero contribuire alla malattia.

Oltre a questa ricerca, il team prevede che il nuovo sensore verrà utilizzato da altri scienziati per studiare un'ampia gamma di domande di ricerca che coinvolgono l'ATP a cui era difficile rispondere con gli strumenti precedenti.