Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Dae-ha Seo do Departamento de Física e Química do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk desenvolveu com sucesso uma nova tecnologia para análise de microscopia óptica – conhecida como lipídio-MAP – que pode observar a separação microscópica de fases. na membrana celular.



Espera-se que esta nova tecnologia, que combina microscopia tradicional com nanoquímica e aprendizado de máquina, ofereça uma importante estratégia experimental para explorar como a sinalização celular é regulada no nível de molécula única. O estudo foi publicado na revista Analytical Chemistry .

As células, que estão rodeadas pela membrana celular, são os blocos de construção básicos de todos os organismos vivos. Uma estrutura lipídica em nanoescala, microscópica e semelhante a uma ilha existe na membrana celular. A estrutura desempenha um papel crítico na interação entre biomoléculas, reações químicas e sinalização. No entanto, é difícil observar diretamente a estrutura com os métodos de observação existentes.

Usando nanossondas de ouro e tecnologia de aprendizado de máquina, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Dae-ha Seo conseguiu identificar quantitativamente propriedades estruturais no nível nano. Através do fenômeno da ressonância plasmônica de superfície, as nanopartículas de ouro têm a propriedade de dispersar a luz intensamente. Usando esta propriedade, a equipe de pesquisa implementou um sistema que permite a observação direta do movimento de moléculas únicas, ligando nanopartículas de ouro a moléculas lipídicas.

Ao introduzir uma técnica de análise baseada em algoritmos de aprendizagem automática, a equipa de investigação detectou alterações no movimento das moléculas lipídicas durante um curto período de tempo (0,01 a 0,1 segundos) e, assim, identificou com sucesso a estrutura de separação de microfases da membrana celular. .

A estrutura da ilha microlipídica, também conhecida como jangada lipídica, é conhecida por consistir principalmente de colesterol e lipídios saturados, que são reunidos localmente. A equipa de investigação confirmou que o tamanho e as propriedades da estrutura são determinados pela composição molecular da membrana celular, e revelou que esta pode mudar com base no teor de colesterol na membrana celular ou devido a vários outros factores ambientais.

O professor Seo afirmou:"Esta é a primeira tecnologia para gerar imagens de jangadas lipídicas em tempo real em uma ampla faixa, e sua resolução espacial e temporal é excelente. Espero que os resultados da pesquisa sirvam de base para compreender fundamentalmente a função celular e o mecanismo da doença , e se desenvolverá em tecnologia de diagnóstico de precisão para doenças."

Mais informações: Jiseong Park et al, Análise de Heterogeneidade de Fase em Membranas Lipídicas Usando Rastreamento de Molécula Única em Células Vivas, Química Analítica (2023). DOI:10.1021/acs.analchem.3c02655
Informações do diário: Química Analítica

Fornecido pelo Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST)