Mitocondri in cellule vive osservati con dettagli senza precedenti

Mitocondri osservati tramite la nuova molecola marcatrice fluorescente MitoPB Yellow, scala a 1 µm (un micrometro è un millesimo di millimetro) (credito: ITbM, Nagoya University)

Attualmente per guardare dentro una cellula vivente si usare la microscopia ottica in quanto i microscopi elettronici sono caratterizzati da un forte calore relativo al fascio di elettroni che emettono, calore che può letteralmente bruciare l’oggetto dell’analisi.
Inoltre il microscopio elettronico è caratterizzato da una visione perlopiù bidimensionale.

Una tipologia di microscopia che sta avanzando tantissimo negli ultimi anni è quella a fluorescenza: una molecola appositamente progettata per essere fluorescente può marcare le biomolecole della struttura che si vuole analizzare affinché possa essere distinta dall’ambiente circostante.

La stessa microscopia a fluorescenza è andata incontro a notevoli progressi tecnici anno dopo anno, il più importante dei quali è stato quello sviluppato da Stefan Hell nella seconda metà degli anni 90 quando ha scoperto la microscopia STED (Stimulated Emission Depletion), scoperta per la quale ha poi ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2014.

La microscopia STED si serve di due laser che illuminano lo stesso punto, una complicata tecnologia in base alla quale è stato possibile fare un balzo avanti enorme in particolare nelle scienze della vita e nella biologia in generale.

Un ulteriore passo avanti è stato ora fatto da Shigehiro Yamaguchi e Masayasu Taki, due ricercatori dell’Institute for Transformative Bio-Molecules (ITbM) dell’Università di Nagoya.
I due hanno sviluppato una particolare molecola marcatrice, denominata “MitoPB Yellow”, che può essere assorbita dalla membrana interna dei mitocondri e che vanta una lunga durata sotto un raggio STED.

Tramite questa nuova molecola i ricercatori sono riusciti ad osservare i processi di sopravvivenza e di morte dei mitocondri dal vivo ad una risoluzione senza precedenti, dopo averli trattati con un particolare reagente che sopprime la replicazione del DNA.

Sono riusciti a realizzare immagini fisse con una risoluzione di 60 nanometri (all’incirca un millesimo nella larghezza di un capello umano) e varie sequenze in time-lapse che mostrano come i mitocondri reagiscono, nel giro di pochi minuti, ad una privazione di nutrienti cambiando forma per sopravvivere.
Inutile dire che poter vedere come si verificano i processi all’interno dei mitocondri di cellule vive potrebbe essere determinante per diagnosticare o finanche curare diverse malattie mitocondriali.

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