Převratný objev: Laserem vytvořené proteinové sítě napodobují chování buněk bez úprav

Vědci z japonských univerzit v Ósace a Saitamě vyvinuli novou metodu, která umožňuje vytvářet složité sítě proteinových vláken pomocí laserového paprsku.

Vědci z japonských univerzit v Ósace a Saitamě vyvinuli novou metodu, která umožňuje vytvářet složité sítě proteinových vláken pomocí laserového paprsku. Tento průlom je zásadní pro hlubší pochopení dynamického chování živých buněk, neboť dosavadní techniky často vyžadovaly chemické úpravy proteinů, což mohlo ovlivnit jejich přirozené biologické funkce a zkreslit výsledky výzkumu.

Proteinové sítě, jako je cytoskelet, hrají klíčovou roli při určování tvaru a funkce buněk, například při svalové kontrakci nebo transportu látek. Pro studium vztahu mezi strukturou a pohybem těchto sítí jsou nezbytné in vitro modely. Stávající metody, včetně samoorganizace nebo použití UV či modrého světla, však buď neposkytovaly dostatečnou kontrolu nad uspořádáním sítě, nebo vyžadovaly chemickou modifikaci biomolekul, což mohlo vést ke ztrátě jejich původních vlastností a interferenci s vizualizačními technikami.

Nový přístup využívá fotofyzikální efekty zaostřeného laserového paprsku. Jak vysvětluje hlavní autor Hiroshi Yoshikawa, elektrické pole laseru generuje optickou sílu, která bezkontaktně akumuluje velmi malé proteinové molekuly v ohnisku laseru. Tímto způsobem vznikají vysoce uspořádané sítě proteinových vláken, které si zachovávají své nativní biologické funkce. Navíc je použitá vlnová délka laseru v blízkém infračerveném spektru, což eliminuje překryv s vlnovými délkami používanými pro fluorescenční zobrazování.

Vytvořené sítě vykazovaly různé dynamické pohyby, podobné těm pozorovaným v živých buňkách, včetně translačního pohybu a rotace připomínající bičík. Tato technologie otevírá nové možnosti v biologických oborech pro objasnění mechanismů spojených s cytoskeletem, jako je buněčné dělení, migrace a adheze. Zajímavé je, že by mohla najít uplatnění i mimo biologii, například při tvorbě proteinových aktuátorů, které by mohly fungovat jako „robotické svaly“.