SpyLigation-Immagine Credit Public Domain-
Questa tecnologia di attivazione della luce ha potenziali applicazioni nell’ingegneria dei tessuti, nella medicina rigenerativa e nella comprensione del funzionamento del corpo.
Gli scienziati possono ora utilizzare la luce per attivare le funzioni delle proteine all’interno e all’esterno delle cellule viventi. Il nuovo metodo, chiamato SpyLigation attivato dalla luce, può attivare proteine normalmente spente per consentire ai ricercatori di studiarle e controllarle in modo più dettagliato. Questa tecnologia ha potenziali usi nell’ingegneria dei tessuti, nella medicina rigenerativa e nella comprensione del funzionamento del corpo.
Le immagini microscopiche 2D e 3D dei loghi UW Husky e di un cane sono state realizzate con una nuova tecnica chimica che controlla con precisione quando e dove le proteine si attivano. Credito immagine: DeForest Research Group
Le proteine svolgono quasi tutti i compiti biologici importanti, tra cui l’elaborazione del DNA, il metabolismo dei nutrienti e la lotta alle infezioni. Quando, dove e come le proteine diventano attive è importante per vari processi biologici. Gli scienziati stanno sempre più esplorando se le funzioni proteiche possono essere attivate e disattivate per curare le malattie.
“Con nuovi strumenti per il controllo della funzione delle proteine, in particolare quelli che offrono un’attivazione controllata nel tempo e nello spazio, stiamo lavorando per progettare tessuti complessi per il trapianto“, ha affermato l’autore senior dello studio Cole A. DeForest, Professore associato di ingegneria chimica del Washington College of Engineering presso l’Università Weyerhaeuser e Professore associato di bioingegneria, un dipartimento congiunto presso l’UW College of Engineering e la School of Medicine.
“Poiché molte più persone potrebbero beneficiare di trapianti di tessuti o organi rispetto ai donatori disponibili”, ha affermato, “questi metodi offrono una vera promessa per combattere la crisi della carenza di organi”.
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Come riportato il 17 aprile sulla rivista Nature Chemistry, un team guidato da Emily Ruskowitz e Brizzia Munoz-Robles del De Forest Research Group, ha dimostrato che i frammenti proteici modificati chimicamente possono essere uniti insieme in interi funzionali usando brevi lampi di luce.
Gli scienziati hanno applicato il loro nuovo metodo per controllare il bagliore di una proteina fluorescente verde derivata dal muscolo dell’anguilla giapponese. I frammenti inattivi di quella proteina sono stati miscelati e fissati in un gel simile alla gelatina. Quindi i laser sono stati usati per ricombinare quei frammenti in proteine complete e luminose in modo irreversibile.
Controllando il percorso del laser, si potrebbe formare uno schema preciso di proteine luminose. Gli scienziati hanno inciso immagini microscopiche di un husky, la loro mascotte universitaria, nel gel. Hanno anche usato i laser per creare un’immagine 3D luminosa di un cane non molto più alto di un capello umano.
Immagine: assemblaggio funzionale spazio-temporale di coppie proteiche divise attraverso una SpyLigation attivata dalla luce – Nature Chemistry
Il team ha anche dimostrato di poter attivare le proteine all’interno delle cellule umane. Tre minuti di esposizione alla luce sono stati sufficienti per attivare specifiche proteine coinvolte nell’editing del genoma. Tale strumento potrebbe un giorno essere utilizzato per dirigere i cambiamenti genetici in aree molto specifiche del corpo.
Simile alla cosiddetta chimica del clic, che è stata oggetto del Premio Nobel per la Chimica nel 2022, la SpyLigation attivata dalla luce consente alle proteine modificate di reagire tra loro all’interno dei sistemi viventi. Andando oltre gli approcci precedenti, tuttavia, il nuovo metodo consente un controllo preciso su quando e dove si verificano tali reazioni chimiche.
Fonte: Università di Washington
