Revolução na observação celular: Nova técnica revela detalhes incríveis
Ao substituir moléculas fluorescentes por aquelas que dispersam a luz em um procedimento de imagem já existente, pesquisadores revelaram um novo e fascinante nível de detalhes dentro de nossas células vivas.
Essa inovadora modificação permitirá que os cientistas observem diretamente o comportamento molecular por um período muito mais longo, abrindo uma janela para processos biológicos cruciais, como a divisão celular.
Guangjie Cui, um engenheiro biomédico da Universidade de Michigan, explica: “A célula viva é um lugar movimentado, com proteínas se movendo para cá e para lá. Nossa super-resolução é muito atrativa para observar essas atividades dinâmicas.”
A super-resolução é um processo para examinar estruturas biológicas incrivelmente pequenas. Ela envolve a captura de uma série de instantâneos que retratam conjuntos de moléculas fluorescentes que iluminam áreas específicas do tecido alvo, eliminando o efeito de borrão causado pela luz difratada.
Os desenvolvedores desse método foram agraciados com um Prêmio Nobel em 2014. No entanto, a capacidade das moléculas fluorescentes de absorver e emitir a frequência de luz necessária se esgota em questão de segundos, impossibilitando a observação de processos prolongados.
Consequentemente, Cui e seus colaboradores criaram um sistema para detectar a luz dispersa por nanotubos de ouro dispersos aleatoriamente. Ao contrário das moléculas fluorescentes, esse processo se mantém intacto mesmo após exposição repetida à luz. Apesar de os marcadores de ouro serem maiores do que as estruturas observadas, capturar várias imagens de subconjuntos dos nanotubos em diferentes orientações e combiná-las resulta na mesma resolução notavelmente precisa.
O sistema resultante permite incríveis 250 horas de observações contínuas com uma resolução equivalente a apenas 100 átomos.
Cui e seus colegas então examinaram todo o processo de divisão celular usando sua nova técnica de nanoscopia PINE, revelando comportamentos nunca antes vistos das moléculas de actina a nível de moléculas individuais.
A actina, um componente fundamental do citoesqueleto celular, confere suporte estrutural às células e auxilia nos movimentos intracelulares. Essas moléculas filamentares em forma de ramificação desempenham um papel fundamental na divisão celular, separando uma célula em duas células filhas.
Embora essas células filhas herdem conteúdos idênticos, incluindo proteínas e DNA, o mecanismo exato permaneceu enigmático devido a limitações tecnológicas.
Ao analisar 904 filamentos de actina durante o processo de divisão celular, Cui e sua equipe observaram as interações das moléculas individuais. Eles deduziram que, quando as moléculas de actina estão fracamente conectadas, elas se estendem para formar mais conexões. À medida que cada molécula de actina alcança suas contrapartes adjacentes, ela atrai outras moléculas de actina, expandindo ainda mais a rede.
Os pesquisadores observaram como esses sutis movimentos influenciam uma perspectiva celular mais ampla. Surpreendentemente, quando a actina se expande, a célula como um todo se contrai e, inversamente, quando a actina se contrai, a célula se expande. Esse comportamento contraditório levou os pesquisadores a investigar os mecanismos por trás desse movimento paradoxal.
“Planejamos aplicar nossa metodologia para investigar como outros blocos de construção molecular se organizam nos tecidos e órgãos”, escreveu Somin Lee, um engenheiro biomédico da Universidade de Michigan, em um artigo para The Conversation.
“Nossa técnica tem o potencial de auxiliar os pesquisadores a visualizar e compreender a progressão das irregularidades moleculares em tecidos e órgãos, o que poderia levar ao desenvolvimento de doenças.” [ScienceAlert]
