(PhysOrg.com) -- Toutes les cellules vivantes ont besoin d'un carburant pour fonctionner :l'adénosine triphosphate (ATP), la cellule "essence". La détection de l'ATP dans les cellules peut aider les chercheurs à observer les processus physiologiques énergétiques, tels que les cascades de signaux ou les processus de transport. Par ailleurs, La déplétion en ATP est liée à certaines maladies, comme la maladie de Parkinson et l'ischémie (flux sanguin restreint dans les tissus).
Une équipe dirigée par Michael S. Strano au Massachusetts Institute of Technology à Cambridge (USA) a maintenant développé une approche plus sensible, plus haute résolution, et une méthode plus robuste pour la détection de l'ATP. Comme le rapportent les scientifiques dans le journal Angewandte Chemie , le procédé est basé sur des nanotubes de carbone.
L'ATP est généralement détecté au moyen du dosage de la luciférase. Les luciférases sont des enzymes utilisées dans les lucioles et autres organismes bioluminescents pour produire de la lumière. Ils utilisent de l'oxygène pour convertir un substrat appelé luciférine en oxyluciférine, qui réagit ensuite davantage pour produire de la lumière. Certaines luciférases utilisent l'ATP pour leurs réactions. Le dosage de la luciférase actuellement utilisé est complexe, long, et souffre d'un mauvais rapport signal/bruit.
L'équipe du MIT a maintenant développé une variante du protocole de la luciférase :ils ont attaché la luciférase à des nanotubes de carbone. Sous cette forme, l'enzyme est facilement absorbée par les cellules. En présence de luciférine et d'ATP, l'oxyluciférine se forme comme d'habitude, qui provoque la fluorescence. Ce qui est intéressant dans ce cas, c'est que les nanotubes de carbone émettent normalement une fluorescence dans la région spectrale du proche infrarouge (nIR); cependant ceci est éteint proportionnellement par l'addition d'ATP à la réaction de luciférase. Pourquoi? « Au fur et à mesure qu'il se forme, le produit oxyluciférine se fixe solidement sur le nanotube, », explique Strano. "Les électrons sont transférés du nanotube à l'oxyluciférine de sorte que le nanotube de carbone lui-même ne peut plus être fluorescent." La réduction de la fluorescence nIR est facile à détecter et sert d'indicateur de la concentration en ATP.
« Notre nouveau capteur est très sélectif pour l'ATP, », poursuit Strano. "Nous avons pu l'utiliser pour observer l'évolution de la concentration d'ATP dans le temps et dans l'espace dans une culture cellulaire."
