Imágenes de ARN de superresolución en células vivas
Un método innovador permite conocer mejor los procesos moleculares en los que interviene el ARN
El ácido ribonucleico (ARN) es clave en varios procesos biológicos fundamentales. Transfiere la información genética, la traduce en proteínas o contribuye a la regulación de los genes. Para lograr una comprensión más detallada de las funciones precisas que desempeña, investigadores de la Universidad de Heidelberg y del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han ideado un nuevo método de obtención de imágenes por fluorescencia que permite obtener imágenes del ARN en células vivas con una resolución sin precedentes.
Imágenes de epifluorescencia convencional (izquierda) y de microscopía de localización superresuelta de bacterias intestinales (Escherichia coli), utilizando el nuevo complejo marcador RhoBAST-tinte para el etiquetado de fluorescencia. Barra de escala: 1 µm.
Universität Heidelberg/Karlsruher Institut für Technologie
El método se basa en un nuevo marcador molecular denominado Aptámero de unión a rodamina para técnicas de imagen de superresolución (RhoBAST). Este marcador de fluorescencia basado en el ARN se utiliza en combinación con el colorante rodamina. Debido a sus propiedades distintivas, el marcador y el colorante interactúan de forma muy específica, lo que hace que las moléculas individuales de ARN brillen. A continuación, pueden hacerse visibles mediante la microscopía de localización de moléculas individuales (SMLM), una técnica de imagen de superresolución. Debido a la falta de marcadores de fluorescencia adecuados, la observación directa del ARN a través de la microscopía óptica de fluorescencia ha estado muy limitada hasta la fecha.
RhoBAST fue desarrollado por investigadores del Instituto de Farmacia y Biotecnología Molecular (IPMB) de la Universidad de Heidelberg y del Instituto de Física Aplicada (APH) del KIT. El marcador creado por ellos es codificable genéticamente, lo que significa que puede fusionarse con el gen de cualquier ARN producido por una célula. El RhoBAST en sí no es fluorescente, pero ilumina un colorante de rodamina permeable a la célula al unirse a ella de forma muy específica. "Esto da lugar a un aumento espectacular de la fluorescencia conseguida por el complejo RhoBAST-tinte, que es un requisito clave para obtener excelentes imágenes de fluorescencia", explica el Dr. Murat Sünbül, del IPMB, y añade: "Sin embargo, para la obtención de imágenes de ARN de superresolución el marcador necesita propiedades adicionales".
Los investigadores descubrieron que cada molécula de colorante de rodamina permanece unida a RhoBAST sólo durante aproximadamente un segundo antes de desprenderse de nuevo. En cuestión de segundos, este procedimiento se repite con una nueva molécula de colorante. "Es bastante raro encontrar interacciones fuertes -como entre RhoBAST y la rodamina- combinadas con una cinética de intercambio excepcionalmente rápida", afirma el Prof. Dr. Gerd Ulrich Nienhaus, de la APH. Dado que la rodamina sólo se ilumina después de unirse a RhoBAST, la constante cadena de nuevas interacciones entre el marcador y el colorante da lugar a un incesante "parpadeo". "Este "encendido y apagado" es exactamente lo que necesitamos para la obtención de imágenes de SMLM", continúa el profesor Nienhaus.
Al mismo tiempo, el sistema RhoBAST resuelve otro problema importante. Las imágenes de fluorescencia se recogen bajo irradiación de luz láser, que destruye las moléculas de colorante con el tiempo. El rápido intercambio de colorantes garantiza que los colorantes fotoblanqueados sean sustituidos por otros nuevos. Esto significa que las moléculas individuales de ARN pueden observarse durante periodos de tiempo más largos, lo que puede mejorar en gran medida la resolución de las imágenes, como explica el Prof. Dr. Andres Jäschke, científico del IPMB.
Los investigadores de Heidelberg y Karlsruhe pudieron demostrar las magníficas propiedades de RhoBAST como marcador de ARN visualizando estructuras de ARN dentro de bacterias intestinales (Escherichia coli) y células humanas cultivadas con una excelente precisión de localización. "Podemos revelar detalles de estructuras subcelulares e interacciones moleculares hasta ahora invisibles en las que interviene el ARN utilizando la microscopía de fluorescencia de superresolución. Esto permitirá una comprensión fundamentalmente nueva de los procesos biológicos", afirma el profesor Jäschke.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
