Avec un petit ajustement de la palette de couleurs, Les chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Virginie ont permis aux scientifiques de mieux comprendre les processus biologiques, suivre les événements à l'intérieur des cellules individuelles, percer les mystères de la maladie et développer de nouveaux traitements.

Hui-wang Ai d'UVA, Doctorat., et Shen Zhang, Doctorat., ont développé une amélioration simple et efficace des « biocapteurs » fluorescents largement utilisés dans la recherche scientifique et médicale. Les biocapteurs détectent des cibles spécifiques à l'intérieur des cellules et les embrasent, afin que les scientifiques puissent surveiller et quantifier des événements biologiques qu'ils ne pourraient pas autrement.

La plupart des biocapteurs de protéines fluorescentes donnent une lueur verte ou jaune, mais Ai et Zhang ont découvert un moyen de passer du vert au rouge. Cela vient avec de grands avantages, notamment en permettant aux scientifiques de surveiller plus facilement plusieurs cibles à la fois et de scruter plus profondément les tissus.

"Cette méthode innovante peut convertir non seulement les biocapteurs existants, mais aussi les éventuels biocapteurs verts développés dans le futur, " a déclaré Ai. " L'imagerie multicolore et/ou multiplexée avec des cellules de biocapteurs fluorescents deviendra ainsi largement accessible. "

Éclairer le chemin

Bien qu'il existe des biocapteurs rouges, ils sont généralement surperformés par leurs homologues verts. Les scientifiques ont donc été impatients de trouver des moyens de changer la couleur verte en rouge, conserver les avantages des capteurs verts tout en en ajoutant de nouveaux, telles que la réduction de la confusion visuelle qui peut être causée par la fluorescence naturelle des tissus et des cellules.

Ai et Zhang ont trouvé une solution en partie par un coup de chance - ou "un heureux hasard, " comme ils le décrivent dans un nouvel article scientifique. Au cours de leur travail de laboratoire régulier, ils ont découvert que l'ajout d'un acide aminé particulier, 3-aminotyrosine, au biocapteur vert l'a fait virer au rouge. C'est simple à faire et assez efficace, ils rapportent. La version rouge a conservé la luminosité, plage dynamique et réactivité du capteur vert, tout en offrant les avantages supplémentaires d'un rouge.

"Nous avons modifié un panel de biocapteurs verts pour les ions métalliques, neurotransmetteurs et métabolites cellulaires, " a déclaré Zhang. " Une conversion spontanée et efficace du vert au rouge a été observée pour tous les biocapteurs testés, et peu d'optimisation sur les capteurs individuels était nécessaire."

Les chercheurs ont testé leur biocapteur amélioré sur des cellules qui fabriquent de l'insuline dans le pancréas. Ils ont pu surveiller l'effet de niveaux élevés de glucose sur les cellules, acquérir de nouvelles connaissances et donner aux chercheurs de nouvelles directions à explorer.

Ils espèrent que leur mise à niveau rapide et facile des capteurs offrira des avantages similaires à de nombreux autres scientifiques et axes de recherche scientifique.

« Il aura beaucoup d'applications, " Ai dit, "comme l'accélération de notre compréhension de la façon dont le pancréas contrôle la sécrétion d'insuline ou comment les modèles d'activité neuronale dans le cerveau sont en corrélation avec un comportement complexe."