p Forma e alinhamento são tudo. O modo como peças do tamanho de nanômetros se encaixam em uma estrutura inteira determina o desempenho de uma célula viva ou de um dispositivo fabricado artificialmente. Um novo método para ajudar a entender e prever essa estrutura chegou com o uso bem-sucedido de uma nova ferramenta de imagem. p Acoplamento acionado a laser, imagem de fluorescência bidimensional e modelagem de computador de alto desempenho, uma equipe de seis membros - liderada pelo químico Andrew H. Marcus da Universidade de Oregon e o químico da Universidade Harvard Alan Aspuru-Guzik - resolveu a conformação de moléculas de porfirina auto-montadas em uma membrana biológica.

p As porfirinas são compostos orgânicos onipresentes nos seres vivos. Eles carregam cargas elétricas móveis que podem saltar de uma molécula para outra e permitir comunicações em nanoescala e transferência de energia. Eles também são blocos de construção em nanodispositivos.

p A nova técnica - espectroscopia de fluorescência 2D de modulação de fase - é detalhada em um artigo programado para aparecer online esta semana antes da publicação regular no Proceedings of the National Academy of Sciences. A descoberta contorna a etapa frequentemente necessária de obtenção de cristais de moléculas que estão sendo estudadas, disse Marcus, um membro do Oregon Center for Optics, Instituto de Ciência de Materiais e Instituto de Biologia Molecular. A maioria das moléculas biológicas funcionais não forma cristais com facilidade.

p "Nossa técnica é uma maneira viável de determinar como os objetos macromoleculares se reúnem e formam as estruturas que farão em ambientes biológicos, "Marcus disse." É robusto e fornecerá um meio de estudar as interações biológicas proteína-ácido nucléico. "

p O trabalho já está em andamento para modificar a instrumentação experimental no Laboratório de Óptica de Estabilidade de Alta Estabilidade estável e com temperatura controlada do UO para aplicar a pesquisa em máquinas de replicação de DNA - uma categoria dos complexos macromoleculares mais conhecidos, que consistem em ácidos nucléicos e proteínas que devem estar devidamente alinhados para funcionar corretamente. “É uma estratégia que nos permitirá fazer duas coisas:olhar para esses complexos, uma molécula de cada vez, e realizar experimentos em comprimentos de onda ultravioleta curtos para olhar para problemas de DNA, " ele disse.

p Além disso, a abordagem deve ser útil para cientistas de materiais que se esforçam para compreender e aproveitar a conformação necessária de polímeros usados ​​na produção de dispositivos em nanoescala. "Em biologia, grandes moléculas se reúnem para formar estruturas muito complexas que funcionam todas juntas como uma máquina, "Marcus disse." A forma como essas estruturas em nanoescala se formam e se tornam funcionais é uma questão ativamente perseguida. "

p A técnica se baseia em versões anteriores da espectroscopia óptica bidimensional (2D) que surgiu em esforços para contornar as limitações envolvidas na aplicação de cristalografia de raios-X e ressonância magnética nuclear a tais pesquisas. As abordagens 2D anteriores dependiam da detecção de sinais transmitidos, mas não tinham a sensibilidade desejada.

p A nova abordagem pode ser combinada com microscopia de fluorescência de molécula única para permitir a pesquisa na menor das escalas até o momento, Marcus disse. "Com fluorescência, você pode ver e medir o que acontece uma molécula por vez. Esperamos que esta abordagem nos permita examinar conjuntos moleculares individuais. "