(PhysOrg.com) -- Tutte le cellule viventi richiedono un combustibile per funzionare:adenosina trifosfato (ATP), la cella "benzina". Rilevare l'ATP all'interno delle cellule può aiutare i ricercatori a osservare i processi fisiologici energetici, come cascate di segnali o processi di trasporto. Per di più, L'esaurimento dell'ATP è correlato a determinate malattie, come il morbo di Parkinson e l'ischemia (flusso sanguigno limitato all'interno dei tessuti).
Un team guidato da Michael S. Strano presso il Massachusetts Institute of Technology di Cambridge (USA) ha ora sviluppato un approccio più sensibile, ad alta risoluzione, e metodo più robusto per la rilevazione di ATP. Come riportano gli scienziati sulla rivista Angewandte Chemie , il metodo si basa su nanotubi di carbonio.
L'ATP viene solitamente rilevato mediante il test della luciferasi. Le luciferasi sono enzimi che vengono utilizzati nelle lucciole e in altri organismi bioluminescenti per produrre luce. Usano l'ossigeno per convertire un substrato chiamato luciferina in ossiluciferina, che poi reagisce ulteriormente per produrre luce. Alcune luciferasi usano l'ATP per le loro reazioni. Il test della luciferasi attualmente in uso è complesso, richiede tempo, e soffre di uno scarso rapporto segnale-rumore.
Il team del MIT ha ora sviluppato una variante del protocollo della luciferasi:hanno attaccato la luciferasi ai nanotubi di carbonio. In questa forma l'enzima è facilmente assorbito dalle cellule. In presenza di luciferina e ATP, l'ossiluciferina si forma come al solito, che provoca fluorescenza. Ciò che è interessante in questo caso è che i nanotubi di carbonio normalmente emettono fluorescenza nella regione spettrale del vicino infrarosso (nIR); tuttavia questo viene proporzionalmente estinto dall'aggiunta di ATP alla reazione della luciferasi. Come mai? “Come si forma, il prodotto ossiluciferina si attacca saldamente al nanotubo, ” spiega Strano. "Gli elettroni vengono trasferiti dal nanotubo all'ossiluciferina in modo che il nanotubo di carbonio stesso non possa più emettere fluorescenza". La riduzione della fluorescenza nIR è facile da rilevare e funge da indicatore della concentrazione di ATP.
“Il nostro nuovo sensore è molto selettivo per l'ATP, ” continua Strano. "Siamo stati in grado di usarlo per osservare il cambiamento della concentrazione di ATP nel tempo e nello spazio in una coltura cellulare".
