Network fixation expansion microscopy
Este artículo presenta la microscopía de expansión por fijación de red (nfExM), un protocolo novedoso que resuelve la tensión entre la preservación de la organización proteica y la obtención de una expansión isotrópica mediante el anclaje directo de las proteínas a una red de hidrogel a través de un proceso químico rápido a baja temperatura, permitiendo así una retención de epítopos y una preservación de la estructura a escala nanométrica superiores.
Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Esta es una explicación generada por IA de un preprint que no ha sido revisado por pares. No es consejo médico. No tome decisiones de salud basándose en este contenido. Leer descargo de responsabilidad completo
Para ver la diminuta maquinaria de la vida, los científicos a menudo necesitan agrandar las cosas. Un microscopio estándar puede revelar células, pero las proteínas que las construyen son a menudo demasiado pequeñas para verse con claridad, ocultas en un desenfoque de luz. La microscopía de expansión ofrece un ingenioso recurso: en lugar de construir una lente más potente, los investigadores estiran físicamente la muestra misma. Incrustan una muestra en un gel especial y luego añaden agua para que ese gel se hinche. A medida que el gel se expande, separa las proteínas, espaciándolas lo suficiente como para que puedan ser resueltas por microscopios ordinarios. Esta técnica ha revolucionado la forma en que los biólogos ven el mundo a nanoescala. Sin embargo, el proceso siempre ha enfrentado una difícil contradicción. Para estirar la muestra sin desgarrarla, las proteínas deben quedar fijadas firmemente en su lugar al principio. Sin embargo, para estirarlas de manera efectiva, esas mismas proteínas deben estar lo suficientemente sueltas para separarse después. Los métodos tradicionales luchan por equilibrar esto, resultando a menudo en muestras que se agrietan o pierden su delicada estructura durante la expansión.
Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha desarrollado un nuevo enfoque para resolver este problema, llamado microscopía de expansión por fijación de red. En lugar de intentar fijar las proteínas entre sí primero y luego esperar que puedan separarse después, este nuevo método une las proteínas directamente al propio gel de estiramiento. Los investigadores lograron esto tratando las células vivas con un químico llamado acroleína mientras mantenían la muestra a una temperatura de congelación de menos veinte grados Celsius. Este entorno frío evita que la célula se degrade mientras el químico equipa rápidamente a las proteínas con diminutas asas. Inmediatamente después, se añade una mezcla líquida de bloques de construcción del gel, que también permanece líquida a esa temperatura de congelación. Cuando se proyecta un tipo específico de luz ultravioleta sobre la muestra, estos bloques se enlazan instantáneamente, formando un gel sólido que ya está sujetando las proteínas en su lugar. Todo el proceso, desde la célula viva hasta un gel sólido listo para la expansión, toma solo unos quince minutos.
Los resultados muestran que este método rápido y frío preserva la arquitectura interna de las células mucho mejor que las técnicas anteriores. Cuando los investigadores probaron el método en microtúbulos, que son estructuras largas y filamentosas que actúan como el esqueleto de la célula, descubrieron que los hilos permanecían continuos e ininterrumpidos. En contraste, los métodos antiguos a menudo causaban que estos hilos se rompieran o que el gel se agrietara, dejando huecos donde debería estar la estructura. La nueva técnica también funcionó bien para otras estructuras complejas, como las mitocondrias y el aparato de Golgi, manteniendo sus bordes suaves y sus señales brillantes. Al fijar las proteínas directamente a la red expansiva en lugar de entre sí, los investigadores encontraron una forma de mantener la muestra unida firmemente y, al mismo tiempo, permitir que se estire uniformemente. Esto sugiere que los científicos ahora pueden estudiar las intrincadas interacciones de los complejos proteicos con un nivel de claridad que antes era difícil de lograr sin dañar la muestra. El método ofrece un camino prometedor hacia la comprensión de la organización detallada de la vida a las escalas más pequeñas.
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