Configuração experimental (a) Esquema das transições observadas na presença de 0,2 M de NaCl. GUVs adsorvidos nem sempre fazem a transição para SLBs, e é nessas estruturas que os domínios podem ser manipulados. b Imagens de fluorescência de GUVs adsorvidos em transição para SLBs. Como esperado, a área delimitada pelo perímetro de fluorescência (vermelho) aumentou, e a intensidade média de fluorescência por unidade de área diminuiu após a deposição de SLB. c Imagem de fluorescência e esquemático do domínio Lo / Ld em uma GUV adsorvida, com o laser (vermelho) prendendo a interface de domínio. Os domínios foram manipulados com potências de laser de 0,23 W (na armadilha). Todas as barras de escala =10 µm. Crédito: Química da Comunicação (2019). DOI:10.1038 / s42004-018-0101-4
Pela primeira vez, os cientistas usaram feixes de luz para manipular jangadas de lipídios em membranas celulares artificiais.
Lipid rafts são domínios, ou áreas, de proteínas e lipídios (gorduras) que flutuam livremente nas membranas celulares - a proteína e a camada lipídica que envolve uma célula.
Essas estruturas, que flutuam nas membranas como icebergs, desempenham papéis importantes, mas misteriosos na sinalização celular que ainda não estão totalmente explicados.
No entanto, até agora, nossa capacidade de estudá-los foi limitada - principalmente porque não fomos capazes de movê-los ou manipulá-los.
Uma nova pesquisa do Imperial College London demonstrou agora que pinças ópticas, a tecnologia baseada em laser que ganhou o Prêmio Nobel de Física de 2018, pode mover, fundição, espalhar, e cristalizar jangadas lipídicas feitas artificialmente quando irradiadas para as membranas celulares artificiais. Essas jangadas artificiais foram criadas para imitar as jangadas lipídicas nas membranas celulares biológicas.
Os autores dizem que suas descobertas podem ajudar a melhorar nossa compreensão do papel das jangadas lipídicas nos principais processos biológicos, como a comunicação e sua ligação com as doenças.
Autor principal, Dr. Yuval Elani, do Departamento de Química do Imperial, disse:"Essas pinças leves iluminaram um novo caminho de pesquisa. Agora temos o poder de manipular jangadas de lipídios, podemos descobrir muito mais. "
A pesquisa é publicada na Nature Química da Comunicação .
Iluminando o caminho
Para realizar o estudo, os pesquisadores criaram membranas celulares artificiais contendo jangadas de lipídios em lâminas de vidro. Sob um microscópio, eles lançaram lasers de pinça óptica nas membranas.
Quando eles ligaram o laser e moveram o feixe, eles descobriram que as jangadas de lipídios se moviam com eles:
Eles também concentraram o calor do laser diretamente nas jangadas para derretê-las, o que os fez se espalharem em pedaços menores. Então, eles desligaram o laser para encontrar as peças espalhadas que se juntaram novamente em uma forma de cristal:
O Dr. Elani disse:"Alteramos a potência do laser para fornecer diferentes níveis de calor ao sistema, e poderia fundir domínios que tinham diferentes temperaturas de fusão devido à sua composição lipídica diferente. Esta é uma maneira rápida e fácil de determinar a temperatura de fusão dos domínios. "
O Dr. Elani acrescentou:"As pinças ópticas foram usadas anteriormente para estudar uma série de processos celulares - do dobramento de proteínas, à ação dos ribossomos e à manipulação de células inteiras. Nossas tecnologias abrem caminho para uma compreensão profunda da biofísica subjacente de jangadas e domínios lipídicos, e de seu significado biológico. "
Professor Co-autor Oscar Ces, também do Departamento de Química do Imperial, disse:"Em 2018, Arthur Ashkin ganhou o Prêmio Nobel de Física por usar pinças ópticas para agarrar partículas, átomos, moléculas, e células vivas com seus 'dedos' de feixe de laser. Agora descobrimos ainda mais funções desses fascinantes feixes de luz. "
Os autores dizem que precisarão desenvolver um novo hardware para obter insights mais profundos sobre como as jangadas de lipídios afetam as doenças, mas primeiro, eles aplicarão a técnica a membranas biológicas - aquelas que não são feitas pelo homem.
Eles esperam que seu próximo estágio de pesquisa melhore ainda mais nossa compreensão dessas misteriosas jangadas de lipídios.
"Manipulação direta de domínios de membrana lipídica ordenados líquidos usando armadilhas ópticas" por Mark S. Friddin, Guido Bolognesi, Ali Salehi-Reyhani, Oscar Ces, &Yuval Elani. Publicado em 29 de janeiro de 2019 na Nature Química da Comunicação .
