di Juanne Pili.
Finora ci siamo dovuti accontentare del classico modello atomico. Prendendo atto del fatto che un atomo esiste in quanto modello matematico; non potremmo mai sapere cosa c’è al di là degli output che gli strumenti ci danno.
Eppure sono stati compiuti passi da gigante nel campo della fotografia digitale e dei software dedicati alla fotografia e all’ottica. Progressi che vanno a vantaggio anche dei microscopi a crio-elettroni (crio-EM) gli unici che ci permettono di per “vedere” atomi e molecole. I ricercatori del National Cancer Institute (NCI) coordinati da Francis Collins sono riusciti così a sviluppare l’immagine a più alta definizione mai ottenuta di un atomo attraverso un crio-EM, facente parte di una molecola di druglike.
La risoluzione è così elevata che rivaleggia con le immagini prodotte dalla cristallografia a raggi X, secondo lo standard della mappatura dei profili atomici di proteine. Questo ulteriore passo avanti sarà notevolmente utile nello studio di nuovi farmaci. Di norma il crio-EM è stato sempre considerato obsoleto rispetto ai moderni strumenti in dotazione alla biologia strutturale. Gli si preferisce la cristallografia a raggi X e la risonanza magnetica nucleare (NMR), che permettono ai ricercatori di definire con precisione la posizione delle funzioni proteiche a meno di 0,2 nanometri, ingrandimenti sufficienti a mostrare i singoli atomi. Per contro, il crio-EM è sempre stato limitato da una risoluzione di 0,5 nm e oltre.
Il crio-EM spara un fascio di elettroni su una pellicola sottile, contenente miriadi di copie di una proteina immediatamente congelate in azoto liquido. I rivelatori monitorano così il modo in cui gli elettroni si disperdono nei differenti atomi della proteina. Quando si “scatta una foto”, le proteine sono sparpagliate in orientamenti casuali. Così i ricercatori utilizzano software di imaging per gestire l’allineamento delle immagini di singole proteine in orientamento comune, poi utilizzano ulteriori dati forniti dagli elettroni per ricostruire la posizione più probabile di tutti gli amminoacidi della proteina e, se possibile, i suoi atomi.
Questi nuovi progressi nello sviluppo di crio-EM più efficienti potrebbero aiutare i biologi strutturali a mappare un vasto numero di nuove proteine che, a sua volta, potrebbero agevolare la creazione di farmaci per una moltitudine di condizioni associate a proteine diverse.
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