Gli scienziati della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) in Germania hanno sviluppato un nuovo metodo per osservare le singole proteine.

La conoscenza dettagliata della dinamica delle proteine ​​è necessaria per comprendere i relativi processi biologici che avvengono a livello molecolare. Ad oggi, queste informazioni sono state ottenute mediante etichettatura di proteine ​​con sostanze fluorescenti, ma purtroppo questo cambia le proteine ​​in esame e quindi influenza i processi biologici che si devono osservare.

"Il nostro metodo consente il monitoraggio in tempo reale delle singole proteine ​​senza doverle prima etichettare, " spiega il professor Dr. Carsten Sönnichsen dell'Istituto di chimica fisica della JGU. "Ora stiamo acquisendo conoscenze completamente nuove sui processi molecolari e possiamo vedere, Per esempio, come le cose sono costantemente in movimento anche su scala molto piccola."

Il metodo messo a punto dal gruppo di chimici di Magonza guidato da Carsten Sönnichsen si basa sull'utilizzo di nanoparticelle d'oro. Questi fungono da scintillanti nanoantenne che, quando rilevano singole proteine ​​non etichettate, modificare leggermente la loro frequenza o, in altre parole, il loro colore. Questi piccoli cambiamenti di colore possono essere osservati utilizzando la tecnica sviluppata a Magonza. "Si tratta di un enorme passo avanti tecnologico:siamo riusciti a raggiungere una risoluzione temporale molto elevata per l'osservazione delle singole molecole, " dice Sönnichsen. È così ora possibile osservare con precisione la dinamica di una molecola proteica fino al millisecondo.

L'opportunità di rilevare singole molecole proteiche apre anche orizzonti completamente nuovi. È quindi diventato possibile monitorare la fluttuazione delle densità della popolazione proteica e osservare i processi di adsorbimento delle proteine ​​in tempo reale, tra l'altro. "Possiamo vedere come si muovono le molecole, come attraccano in luoghi particolari, e come si piegano - questo ci ha aperto una finestra sul mondo molecolare, " spiega la dottoressa Irene Ament, un membro del gruppo di Sönnichsen. Questa nuova tecnologia potrebbe rivelarsi utile non solo in chimica ma anche in medicina e biologia.

Il lavoro è un elemento importante nella ricerca sui fenomeni di non equilibrio a livello molecolare e fornisce quindi una solida base per il pianificato Cluster of Excellence Molecularly Controlled Non-Equilibrium (MCNE), che è stato selezionato per entrare nella fase finale dell'Iniziativa di eccellenza dai governi federale e statale tedesco per promuovere la ricerca di alto livello nelle università tedesche. Tra le altre fonti, il progetto ha ricevuto un sostegno finanziario sotto forma di una sovvenzione iniziale dell'ERC per il progetto "Nanoparticelle metalliche singole come sensori molecolari" (SINGLESENS).