Rivoluzione nella microscopia, visti atomi in tessuti viventi

Vedere per la prima volta i singoli atomi che costituiscono i tessuti viventi: è la rivoluzione resa possibile da una tecnica di microscopia. Il risultato aiuterà a comprendere come funzionano le proteine nei tessuti sia sani che malati e questo è molto importante per la ricerca sui farmaci.

Il risultato è pubblicato in due ricerche sul sito bioRxiv, che ospita gli studi che non hanno ancora superato la revisione della comunità scientifica. Si deve ai gruppi coordinati dal biochimico Holger Stark, dell'Istituto Max Planck di chimica biofisica a Gottinga, e da Sjors Scheres e Radu Aricescu, del britannico Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (Mrc-Lmb).

"È una pietra miliare, questo è certo" rileva Stark. I ricercatori hanno migliorato la tecnica protagonista del Nobel per la Chimica del 2017, la microscopia crioelettronica, che congela il campione e lo bombarda con elettroni, creando una sorta di fermo immagine nel quale le strutture complesse delle molecole possono essere osservate e studiate con precisione senza precedenti.

La tecnica è stata messa a punto negli ultimi 20 anni, ma il suo perfezionamento è cominciato nel 2013 grazie ai progressi fatti dai software che ne analizzano le immagini. Ciò ha portato a ottenere immagini delle proteine sempre più nitide, paragonabili a quelle ottenute dalla cristallografia a raggi X, che cristallizza i campioni.

Tuttavia, raggiungendo la risoluzione atomica, adesso la microscopia crioelettronica, potrà permette di analizzare, con un dettaglio senza precedenti, le proteine in funzione nel loro ambiente a differenza della cristallografia a raggi X, che non permette di farlo.

I ricercatori sono riusciti a ottenere il risultato grazie a un dispositivo che assicura che gli elettroni viaggino tutti alla stessa velocità prima di colpire un campione. La tecnica è stata sperimentata per studiare la proteina che immagazzina il ferro, la apoferritina. Nelle immagini la sua struttura era così completa che si sono potuti individuare i singoli atomi di idrogeno, sia nelle proteine che nelle molecole d'acqua circostanti.