Il pezzo d'oro che Richard Taylor era entusiasta di rintracciare pesava meno di un singolo batterio. Taylor, un borsista post-dottorato al Max Planck Institute, stava lavorando per seguire singole molecole marcate con nanooro che si muovono solo di nanometri, miliardesimi di metro. La tecnica di microscopia risultante, sviluppato sotto il professor Vahid Sandoghdar e colleghi, può seguire le proteine ​​a velocità di microsecondi per lunghi periodi e sarà presentato oggi al 64° Meeting Annuale della Biophysical Society a San Diego, California.

Il microscopio che potresti aver usato nella biologia delle scuole superiori è noto come microscopio a campo chiaro:è la tecnica di microscopia più semplice. La luce viene trasmessa attraverso il campione e la lente di ingrandimento, e vedi le variazioni di densità nel campione. Ma, se stai lavorando per aumentare la sensibilità e vedere qualcosa di più piccolo, il campo chiaro riflette e disperde la luce, quindi alcune tecniche di microscopia aggiungono filtri per eliminare la dispersione della luce. Anziché, Taylor e colleghi hanno deciso di sfruttare quella luce diffusa. Le onde luminose, riflessa dal campo chiaro e diffusa da particelle d'oro usate per etichettare le proteine, interferiscono tra loro e il team di ricerca ha sviluppato tecniche computazionali per separare il segnale desiderato dal resto. Il metodo è stato denominato microscopia a dispersione interferometrica (iSCAT).

"È molto sensibile, puoi localizzare le proteine ​​in modo molto pulito e preciso in tre dimensioni, " ha spiegato Taylor. Rispetto alle nuove tecniche di microscopia che creano immagini straordinarie di cellule, Taylor dice, "il nostro non è così esotico, è davvero un concetto semplice, la bellezza è la sua semplicità." E a differenza della microscopia a fluorescenza, il cui segnale si degrada nel tempo, le particelle d'oro possono essere seguite all'infinito.

Per la prima prova della tecnica, Taylor e colleghi hanno esaminato le proteine ​​etichettate con oro in soluzione. Quindi per provarlo in cellule vive, hanno scelto una proteina ben studiata chiamata recettore del fattore di crescita epidermico (EGFR), così hanno potuto confermare che le loro misurazioni erano in linea con tutto ciò che era già noto sulla proteina. Taylor dice che quando lui e i suoi colleghi, che erano tutti fisici, iniziato a guardare le cellule viventi, "non eravamo pronti per le cose incredibili che stavamo per vedere."

La dinamica dell'EGFR nelle cellule ha sbalordito loro e i loro collaboratori di biologia:hanno guardato mentre la proteina si diffondeva attraverso la membrana, ha trovato la sua strada nelle proiezioni affusolate della membrana, e affondò in fosse per essere interiorizzato dalla cellula. Taylor ha detto che gli ricordava un "nano-rover" che mappava la superficie cellulare come un veicolo della NASA su Marte. I movimenti che il computer registrava per lunghi periodi sembravano un po' scarabocchi furiosi in due dimensioni, ma in tre dimensioni assomigliavano alla topografia terrestre.

L'EGFR è l'unica proteina che hanno tracciato finora, ma in teoria potrebbero tracciare qualsiasi proteina della superficie cellulare, e potrebbe essere in grado di tracciare anche le proteine ​​all'interno delle cellule. "La cellula disperderà il segnale, ma questo dipende dal tipo di cellula, e dove stai guardando nella cella, " ha detto Taylor. Possono anche combinare iSCAT con la microscopia a fluorescenza di cellule vive, che consente loro di seguire singole proteine ​​visualizzando anche parti cellulari che potrebbero influenzare il modo in cui le proteine ​​si muovono, come l'impalcatura della cella.

Taylor è entusiasta di avere la tecnica applicata ad altre proteine, "incoraggiamo gli scienziati a utilizzare questa microscopia:scegli la proteina che vuoi seguire, e ti mostreremo come." Ti dirà esattamente dove trovare il tuo piccolo oro.