Ralf Jungmann, da LMU, desenvolve modos de microscopia que podem resolver estruturas celulares com dimensões da ordem dos nanômetros. Ele agora conseguiu imagens de redes de actina em células com mais detalhes do que antes.

Ralf Jungmann, Professor de Física Experimental na LMU e chefe do grupo de pesquisa Molecular Imaging and Bionanotechnology no Instituto Max Planck de Bioquímica (Martinsried), está empenhada no desenvolvimento de modos inovadores de microscopia que tornam possível visualizar processos intracelulares no nível de uma única molécula. Sua abordagem é baseada no uso de marcadores fluorescentes marcados com DNAs de fita simples curtos que definem sua especificidade de ligação. Esses marcadores reconhecem seus alvos ligando-se a sequências de DNA complementares anexadas a anticorpos que interagem especificamente com proteínas celulares individuais. Esta estratégia, apropriadamente conhecido como DNA-PAINT, permite "endereçar" especificamente uma infinidade de proteínas celulares de uma só vez. Agora, uma equipe liderada por Jungmann, com Thomas Schlichthärle como primeiro autor, relata o primeiro uso de pequenas proteínas chamadas 'affimers, "no lugar dos anticorpos mais volumosos, para visualizar as redes de actina nas células em resolução ainda maior. O trabalho foi realizado em colaboração com os grupos liderados por Darren Tomlinson e Michelle Peckham na University of Leeds, bem como Jonas Ries do European Molecular Biology Lab (EMBL) em Heidelberg. O novo estudo aparece na revista Angewandte Chemie .

O objetivo da microscopia de super-resolução é visualizar estruturas e processos celulares no nível de uma única molécula, com moléculas tendo apenas alguns nanômetros de tamanho. Os anticorpos usados ​​até agora para detectar proteínas celulares são bastante grandes - três a quatro vezes maiores do que as proteínas às quais se ligam. Isso também é verdadeiro para os anticorpos marcados com DNA empregados para visualizar proteínas-alvo em experimentos com DNA-PAINT. A diferença entre a resolução fornecida pelo DNA-PAINT e as dimensões do complexo anticorpo-alvo significa essencialmente que o sinal fluorescente indica a posição do anticorpo e não a da proteína à qual está ligado. Este problema pode ser resolvido e dados mais precisos e informativos podem ser obtidos através do desenvolvimento de marcadores menores que oferecem o mesmo nível de especificidade de reconhecimento.

Em seu último projeto, Jungmann e seus colegas recorreram a afirmadores para esse propósito. Afimers são ligantes de proteínas dez vezes menores do que os anticorpos tradicionais, mas ainda são capazes de reconhecer especificamente e se ligar a espécies de proteínas definidas. Eles são produzidos e exibidos nas superfícies de vírus bacterianos, e podem ser prontamente identificados e purificados. Ao modificar esses afímeros por ligação específica do local de uma fita de DNA de sequência definida, os pesquisadores foram capazes de visualizar claramente filamentos de actina únicos em células em três dimensões por meio do DNA-PAINT. Até agora, isso exigiu o uso de técnicas de microscopia extremamente elaboradas e marcadores altamente especializados. Ao combinar DNA-PAINT com esses novos afimers, agora é possível atingir este nível de resolução com uma configuração de microscopia padrão e reagentes que são fáceis de produzir, diz Thomas Schlichthärle. E Ralf Jungmann acrescenta:Uma vez que os reagentes de afimação dirigidos contra diferentes proteínas são relativamente fáceis de fazer no tubo de ensaio, deve ser possível, no futuro, usá-los para rotular grandes conjuntos de proteínas nas células. Em combinação com DNA-PAINT, isso nos permitiria visualizar vias de sinalização completas envolvendo centenas de espécies de proteínas diferentes. "