Ένα συμβατικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, το οποίο τροποποιήθηκε και βελτιώθηκε στο διάσημο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley στις ΗΠΑ, έδωσε τις πρώτες τρισδιάστατες εικόνες ενός μορίου πρωτεΐνης οι οποίες είναι αρκετά ευκρινείς ώστε να αποκαλύψουν τη δομή της.

Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να προσφέρει σημαντική ώθηση στη βιοϊατρική έρευνα, δεδομένου ότι η τρισδιάστατη δομή κάθε πρωτεΐνης καθορίζει και τη λειτουργία της. Συγκεκριμένα, ο προσδιορισμός της δομής σε τρεις διαστάσεις επιτρέπει την ανάπτυξη φαρμάκων που ενισχύουν ή μπλοκάρουν τη δράση της πρωτεΐνης.

Μέχρι και σήμερα, ο προσδιορισμός της δομής πρωτεϊνών βασίζεται σε χρονοβόρες και συχνά αναποτελεσματικές τεχνικές, όπως η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ με την οποία προσδιορίστηκε τη δεκαετία του 1950 η δομή του DNA.

Με βάση ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο

Στο Εργαστήριο Lawrence Berkeley (έναν από τους ερευνητικούς φορείς του αμερικανικού υπουργείου Άμυνας), o Δρ Γκανγκ Ρεν χρησιμοποιεί ένα σχετικά απλό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο της γερμανικής εταιρείας Zeiss.

Ο κατασκευαστής ουδέποτε είχε φανταστεί ότι το μικροσκόπιο θα έδινε τόσο ευκρινείς εικόνες, υπερηφανεύεται ο ερευνητής που το βελτίωσε.

Εφοδιάζοντας το μικροσκόπιο με νέα κάμερα και χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό για την επεξεργασία των εικόνων, ο Δρ Ρεν μπόρεσε να εστιάσει σε μια περιοχή διαμέτρου μόλις 20 νανομέτρων, ή δισεκατομμυριοστών του μέτρου.

Απαθανάτισε έτσι σε τρεις διαστάσεις δύο διαφορετικά μόρια, ένα αντίσωμα IgG του ανοσοποιητικού συστήματος, καθώς και την απολιποπρωτεΐνη Α-1 (ApoA-1), μια πρωτεΐνη με σημαντικό ρόλο στον ανθρώπινο μεταβολισμό.

Τα εντυπωσιακά αποτελέσματα δημοσιεύονται στην ηλεκτρονική επιθεώρηση PLoS ONE.

Σε ειδική πλατφόρμα

Για να πετύχει τον άθλο, ο ερευνητής τοποθέτησε μικροσκοπικά δείγματα των δύο μορίων σε μια ειδική πλατφόρμα που μπορεί να περιστρέφεται κατά 140 μοίρες, ώστε να μπορεί η κάμερα να τα απεικονίσει από πολλές διαφορετικές γωνίες.

Με τη βοήθεια λογισμικού που απομονώνει το σήμα από το θόρυβο, ο Ρεν επέλεξε τις καλύτερες από τις εκατοντάδες εικόνες που παρήγαγε για να δημιουργήσει τελικά τα τρισδιάστατα μοντέλα των πρωτεϊνών σε επαρκή ανάλυση.

Ήταν μία ακόμα επιτυχία για τον Ρεν, ο οποίος ήταν ο πρώτος που προσδιόρισε την τρισδιάστατη δομή της πρωτεΐνης LDL, γνωστής ως «κακής χοληστερόλης», χρησιμοποιώντας όμως συμβατικές τεχνικές.

Ο ερευνητής σκοπεύει τώρα να χρησιμοποιήσει τώρα τη νέα μέθοδο για να προσδιορίσει τη δομή της HDL, ή «καλής χοληστερόλης».