Novedoso método para detectar proteínas in situ

Uso de proteínas con afinidad por metales pesados mejora la observación de estructuras virales y organelos en su entorno celular nativo.

Gracias a la microscopía electrónica de transmisión (MET) hemos podido escudriñar a fondo el componente básico de la vida: las células. Ésta técnica es la que más ha contribuido con nuestro entendimiento de la arquitectura y organización celular, asimismo ha revelado cómo son realmente los virus y cómo infectan las bacterias. Sin embargo, la detección de proteínas en células a nivel ultraestructural sigue realizándose mediante el uso de anticuerpos unidos a partículas metálicas, por ejemplo, el oro coloidal (técnica conocida como Immunogold), que no tienen ni la sensibilidad ni la resolución que cabría esperar del uso de los microscopios electrónicos.

Según un reciente estudio publicado el 9 de mayo en Structure, investigadores europeos liderados por la Dra. Cristina Risco del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (España), han desarrollado un marcador que permite detectar una o varias proteínas a la vez mediante MET con una resolución asombrosa.

Risco y su equipo usaron una proteína rica en cisteína llamada metalotioneína (MT), cuya principal característica es precisamente capturar metales. La técnica básicamente consiste en unir la MT a la proteína de interés (la que se pretende detectar), como si fuera una etiqueta, para luego bañarla en una solución rica en metales pesados que serán capturados por la MT y formarán nanoestructuras de un nanómetro de diámetro, fácilmente detectables mediante microscopía electrónica.

Con el fin de probar su técnica, los investigadores unieron el gen de una MT a los genes que codifican dos proteínas del virus de la rubeola —una replicasa y una proteína de la cápside viral— y lo insertaron en una línea celular humana a través de un plásmido (un “vehículo” usado para transportar genes al interior de las células, también conocido como vector de clonación). Una vez empezaron a expresarse los genes virales, Risco y sus colegas bañaron a las células con una solución de cloruro de oro (AuCl). Las MT capturaron los átomos del metal y formaron pequeñas nanoestructuras de 1nm de diámetro que fueron fácilmente detectadas por la MET. De esta manera, pudieron observar in situ a los virus de la rubeola.

Comparado con el Immnogold, la técnica desarrollada en el CSIC a la cual bautizaron como METTEM o Microscopía Electrónica de Transmisión con Marcación Metálica (traducción libre), mostró mejores resultados. La propia Dra. Risco explica que este nuevo método "permite la detección de proteínas en células con gran especificidad, sensibilidad excepcional y resolución molecular".

Por esta razón, esta técnica presenta grandes perspectivas para la visualización y el estudio de las biomoléculas en su entorno celular nativo. La trascendencia en el campo de la microscopía electrónica es potencialmente similar a la alcanzada por las proteínas fluorescentes en microscopía óptica.

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Referencia:

Cristina Risco, Eva Sanmartín-Conesa, Wen-Pin Tzeng, Teryl K. Frey, Volker Seybold, Raoul J. de Groot. (2012) Specific, Sensitive, High-Resolution Detection of Protein Molecules in Eukaryotic Cells Using Metal-Tagging Transmission Electron Microscopy Structure 20(5) 759-766 DOI: 10.1016/j.str.2012.04.001

Fuente | CNB-CSIC.