Un microscopio atómico obtiene las primeras imágenes de las asociaciones de proteínas

Las proteínas, que forman el engranaje del organismo, funcionan en estrecha cooperación entre ellas, asociándose en forma de complejos proteicos para desarrollar sus funciones, según se desprende del análisis de las primeras imágenes de un supercomplejo de proteínas que se han obtenido con la ayuda de un microscopio atómico.

El organismo está constituido por multitud de pequeños organismos que desempeñan funciones diversas gracias al aislamiento que le proporcionan las membranas. Merced a una doble capa de lípidos, las membranas rodean a las células y les delimitan su volumen.

Las membranas, además, sirven de protección a las células. Las proteínas de estas membranas filtran el paso entre ellas y las células y desempeñan un papel fundamental en la así conocida como señalización celular, de la que depende el equilibrio orgánico: cuando se producen defectos en la transmisión de señales es cuando se desencadena el cáncer.

Hasta ahora se conocía casi nada del comportamiento complejo de las proteínas de las membranas, a pesar de que el 25% de las secuencias genéticas se desarrollan gracias a ellas.

Asociaciones complejas

Según explica al respecto el Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia CNRS, el estudio de la organización de los supercomplejos de proteínas que se desarrollan y actúan en las membranas constituía hasta ahora un problema porque con las herramientas disponibles sólo era posible observarlas aisladas de su contexto.

Lo que ha conseguido ahora el equipo de Jean-Louis Rigaud en el Instituto Curie, según cuentan en el artículo publicado en PNAS, es precisamente observar con imágenes de alta resolución las membranas biológicas en condiciones fisiológicas, gracias a un microscopio de energía atómica (AFM).

El microscópico atómico, desarrollado por los físicos en 1986, permite imágenes de la superficie de un espectro de base atómica. Su principio consiste en barrer la superficie de la muestra con un puntero láser que construye a continuación la imagen topográfica de la muestra.

Habilidad nanométrica

Aunque desde 1995 se habían observado proteínas individuales en las membranas gracias al microscopio atómico, hasta ahora no se había conseguido la observación compleja de estas proteínas porque requiere, además la tecnología AFM, una cierta habilidad.

Es esa habilidad la desarrollada por el Instituto Curie, que gracias a ella ha conseguido observar el relieve de las proteínas de las membranas aisladas, sin necesidad de cristalización, así como la colaboración que se produce entre las proteínas sobre las membranas nativas, las más próximas al estado natural.

De esta forma, han conseguido filmar por primera vez cómo se desarrolla la organización de un supercomplejo proteico. Al mismo tiempo, han podido nanodiseccionar subunidades proteicas gracias al láser del microscopio atómico, lo que les ha permitido describir fehacientemente la cooperación que se produce entre los dos tipos de proteínas presentes en el proceso.

El descubrimiento constituye toda una proeza en la comprensión de la intimidad de las proteínas en sus procesos complejos, tanto in situ como en condiciones psicológicas, lo que abre el camino al conocimiento de asociaciones de proteínas aún más complejas y de los mecanismos que aseguran el equilibrio biológico, evitando las enfermedades corporales.

Este camino de investigación se apoya en la combinación de diversas tecnologías avanzadas, entre ellas la microscopia de alta resolución, la microscopia electrónica y de la microscopia óptica.