A peça de ouro que Richard Taylor ficou emocionado em localizar pesava menos do que uma única bactéria. Taylor, um pós-doutorado no Instituto Max Planck, estava trabalhando para seguir moléculas individuais marcadas com nanogold que se movem apenas nanômetros, bilionésimos de um metro. A técnica de microscopia resultante, desenvolvido pelo Professor Vahid Sandoghdar e colegas, pode seguir proteínas em velocidades de microssegundos por longos períodos e será apresentado hoje na 64ª Reunião Anual da Sociedade de Biofísica em San Diego, Califórnia.

O microscópio que você pode ter usado na biologia do ensino médio é conhecido como microscópio de campo claro - é a técnica de microscopia mais simples. A luz é transmitida através da amostra e da lente de aumento, e você vê as variações de densidade na amostra. Mas, se você está trabalhando para aumentar a sensibilidade e ver algo menor, o campo claro reflete e espalha a luz, portanto, algumas técnicas de microscopia adicionam filtros para eliminar a dispersão de luz. Em vez de, Taylor e seus colegas decidiram tirar proveito dessa luz dispersa. As ondas de luz, refletido do campo claro e espalhado por partículas de ouro usadas para rotular proteínas, interferem uns nos outros e a equipe de pesquisa desenvolveu técnicas computacionais para separar o sinal desejado do resto. O método foi denominado microscopia de espalhamento interferométrico (iSCAT).

"É muito sensível, você pode localizar proteínas de forma muito limpa e precisa em três dimensões, "Taylor explicou. Em comparação com as novas técnicas de microscopia que criam imagens impressionantes de células, Taylor diz, "o nosso não é tão exótico, é realmente um conceito simples, a beleza é sua simplicidade. "E, ao contrário da microscopia de fluorescência, cujo sinal se degrada com o tempo, partículas de ouro podem ser seguidas indefinidamente.

Para o primeiro teste da técnica, Taylor e colegas analisaram proteínas marcadas com ouro em solução. Então, para tentar em células vivas, eles escolheram uma proteína bem estudada chamada receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR), para que pudessem confirmar que suas medições estavam de acordo com tudo o que já se sabia sobre a proteína. Taylor diz quando ele e seus colegas, que eram todos físicos, começou a olhar para células vivas, "não estávamos prontos para as coisas incríveis que estávamos prestes a ver."

A dinâmica do EGFR nas células surpreendeu a eles e a seus colaboradores da biologia - eles observaram enquanto a proteína se difundia através da membrana, encontrou seu caminho para as projeções de membrana afiladas, e afundou em poços para ser internalizado pela célula. Taylor disse que isso o lembrava de um "nano-rover" mapeando a superfície da célula como um veículo da NASA em Marte. Os movimentos que o computador rastreou por longos períodos pareciam um pouco com rabiscos furiosos em duas dimensões, mas em três dimensões eles se assemelhavam à topografia da terra.

EGFR é a única proteína que eles rastrearam até agora, mas em teoria, eles poderiam rastrear qualquer proteína da superfície celular, e também pode rastrear proteínas dentro das células. "A célula vai espalhar o sinal, mas isso depende do tipo de célula, e onde você está olhando na célula, "Taylor disse. Eles também podem combinar iSCAT com microscopia de fluorescência de células vivas, que permite que eles sigam proteínas individuais enquanto visualizam partes celulares que podem estar influenciando a forma como as proteínas se movem, como o andaime da célula.

Taylor está animado por ter a técnica aplicada a outras proteínas, "encorajamos os cientistas a usar essa microscopia - escolha a proteína que você deseja seguir, e nós mostraremos como. "Ele dirá exatamente onde encontrar seu próprio ouro minúsculo.