Por primera vez, un nuevo microscopio ha permitido a un grupo de investigadores observar moléculas moviéndose dentro de una célula a una escala de tiempo de milisegundos. El novedoso método, que combina dos técnicas microscópicas ya existentes, abre una ventana a procesos celulares que previamente habían sido indetectables, presentando la actividad molecular de una célula a un nivel mucho más detallado de lo que nunca antes había sido posible.

"Esto nos permite observar las interacciones de las moléculas, y su movilidad", afirma Malte Wachsmuth, biofísico de células en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Heidelberg, Alemania, que ayudó a desarrollar el nuevo microscopio. Las actuales técnicas de microscopía son capaces de centrarse en un solo punto dentro de una célula, aunque pueden perder información vital cuando el foco se desplaza de un lugar a otro. "Una proteína típica podría pasar de uno a dos milisegundos en un lugar determinado", asegura Wachsmuth. "Las moléculas son muy móviles, se difunden por todas partes, y es un proceso muy rápido. Pueden suceder muchas cosas en unas pocas decenas de milisegundos".

La técnica desarrollada por Wachsmuth y sus colegas les permite analizar proteínas y otras moléculas dentro de una célula, todo a la vez, a medida que se mueven por ella. Combina la microscopía de hoja de luz, que ilumina sólo un delgado plano de un objeto, y la espectroscopía de molécula única, capaz de rastrear los movimientos de moléculas individuales. El resultado ofrece alta sensibilidad y un tiempo de procesamiento rápido.

Los investigadores creen que la tecnología podría ser muy útil para entender cómo las proteínas impulsan procesos como la trascripción (el método por el cual el ADN se expresa). "Entender cómo interactúan las proteínas unas con otras interesa a todo el mundo, para tratar de descifrar la bioquímica celular", afirma Jennifer Lippincott-Schwartz, bióloga celular del Instituto Nacional de la Salud en Bethesda, Maryland (EE.UU.), y que no estuvo involucrada en la investigación.

Los científicos han empezado a utilizar la herramienta rápidamente. "Pudimos ver una sola molécula en el núcleo de una célula a medida que pasaba de un compartimento a otro", asegura Wachsmuth. Él y sus colaboradores también examinaron cómo las proteínas se unen al ADN fuertemente enrollado, llamado cromatina, durante el proceso de trascripción dentro del núcleo de una célula. Los investigadores aún no entienden las complejidades de los procesos de trascripción. Estudios previos habían sugerido que cuando las proteínas son marcadas con etiquetas de fluorescencia, los puntos brillantes unidos a la cromatina indicaban tiempos de vinculación más largos, mientras que los puntos más oscuros indicaban visitas más cortas. Sin embargo, cuando los investigadores entrenaron a su nuevo microscopio para el proceso y analizaron los movimientos de las proteínas dentro del núcleo, encontraron que la dinámica es mucho más compleja, y los tiempos de unión son iguales en las áreas oscuras y más brillantes.

Los resultados fueron publicados en línea este mes en la revista Nature Biotechnology. "Esto es sólo un primer paso hacia una mejor comprensión de lo que realmente ocurre", asegura Wachsmuth. Señala que su grupo está avanzando en estudios más detallados, como por ejemplo imágenes de dos colores que les permitan ver las interacciones de los diferentes tipos de moléculas.

"Es un artículo importante, y un gran paso adelante, pero deja abierta una cuestión: ¿Qué significa todo esto?" indica John Sedat, biofísico de la Universidad de California, en San Francisco, que no estuvo involucrado con la investigación. Una complicación de este trabajo y otras investigaciones recientes en el mismo sentido, afirma, es que la técnica requiere una gran cantidad de luz. "¿En qué medida los fotones que se usan perturban la biología?" , se pregunta Sedat. Los movimientos de las proteínas documentados en el artículo podrían estar describiendo la verdadera biología de la célula, o en su lugar podrían estar causados por el hecho de inundar la célula con demasiada luz.

No obstante, es un buen comienzo. "Es en el interior de una célula, lo cual es importante, porque ahí es donde se encuentra toda la biología", afirma Sedat. "No estamos hablando del máximo aumento, ni de la más alta resolución, pero eso no es importante para empezar. Toda la biología se está produciendo a estas escalas, y es probable que podamos responder a un gran número de cuestiones biológicas si usamos la resolución espacial y temporal que estos y otros investigadores están usando".