Una nueva sonda fluorescente polarizada para revelar la dinámica arquitectónica de las células vivas.

Monitorear las alineaciones de los bloques de construcción de las células es importante para comprender cómo se construyen las células. Al colaborar con científicos de imágenes en MBL, investigadores en Japón han desarrollado una nueva sonda que llaman POLARIS, que permite imágenes en tiempo real de orientaciones moleculares en células vivas.

Un fluoróforo emite luz polarizada mientras brilla. La orientación de la fluorescencia polarizada está estrechamente relacionada con la orientación del fluoróforo. Si una molécula de interés está conectada rígidamente con una etiqueta fluorescente, como la proteína verde fluorescente (GFP), la fluorescencia polarizada del fluoróforo informa la orientación de la molécula.

«En enfoques anteriores para monitorear la orientación de la proteína de interés, los investigadores necesitaban desarrollar métodos efectivos de etiquetado de GFP restringido que pudieran ser diferentes para cada proteína de interés», dijo una de las autoras principales del estudio, Ayana Sugizaki. «POLArIS utiliza un aglutinante similar a un anticuerpo que está rígidamente conectado con GFP, lo que permite un etiquetado restringido específico y versátil», agrega otro autor principal, Keisuke Sato. El equipo utilizó una molécula de Adhiron disponible comercialmente (ahora renombrada como «Affimer») como molécula enlazadora para unir GFP a un proteína objetivoy desarrolló POLArIS conectando Adhiron y GFP de una manera rotacionalmente restringida (Figura 1).

Como una molécula de Adhiron que se une específicamente a una molécula de interés se puede seleccionar fácilmente de una biblioteca de moléculas mediante el cribado de la presentación de fagos, POLArIS se puede diseñar para moléculas de interés. POLArIS se puede expresar en tipos específicos de células y orgánulos y será útil para estudiar la dinámica arquitectónica de los ensamblajes moleculares en una amplia gama de cultivos de células, tejidos y organismos completos. «Desde el punto de vista de la imagen de polarización de fluorescencia, POLArIS tiene ventajas significativas debido a su naturaleza codificada genéticamente», dijo Tomomi Tani, investigador principal del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón, quien se unió a este proyecto desde que fue científico asociado en MBL.

Usando la sonda de actina, el equipo descubrió la aparición y disolución transitorias de la arquitectura de actina F altamente ordenada que llamaron estructura FLARE, en división. células de un embrión de estrella de mar (Figura 2 y Película 1). «Descubrimos que la estructura se extiende a la corteza celular en asociación con los microtúbulos astrales», dice el autor correspondiente, Sumio Terada, quien visitaba con frecuencia el MBL en Tokio, junto con sus colegas de TMDU. «Los microtúbulos astrales son los encargados de conectar el huso a la corteza celular y orientarlo correctamente, controlando el plano de las divisiones celulares». Los mecanismos que determinan el plan de división celular son la clave para controlar muchos aspectos del desarrollo y, sin embargo, un misterio crucial. El descubrimiento de arquitecturas de actina alineadas radialmente arrojará luz sobre las preguntas más fundamentales sin respuesta en biología celular.

Suministrado por la Universidad Médica y Dental de Tokio