Nanoscopia de fuerza celular con resolución de 50 nm basada en imágenes y localización de tensión molecular de...

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• La biofísica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las fuerzas celulares mediadas por la integrina son cruciales para la función y la dinámica celular.
• Los métodos existentes para la obtención de imágenes de fuerza celular carecen de la sensibilidad y resolución espacial requeridas.
• Comprender la transmisión de fuerza a nivel molecular es clave para descifrar los procesos celulares.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva técnica de imagen para la visualización en tiempo real de eventos de tensión molecular transmitidos por integrinas.
• Introducir la nanoscopia de fuerza celular (CFN) para imágenes de fuerza celular sensibles y con resolución espacial.
• Investigar la distribución espacial y la dinámica de las fuerzas integrinas en células vivas.

Principales métodos:

• Desarrollo de emisores fluorescentes amortiguados activados por fuerza para el informe de tensión de una sola molécula.
• Utilizando el foto blanqueamiento para la conmutación del emisor y las imágenes continuas en tiempo real.
• Implementación de algoritmos de imágenes de tensión molecular y localización de múltiples ciclos para la nanoscopia.
• Aplicación de la técnica a las células vivas migratorias y estacionarias.

Principales resultados:

• CFN alcanza una resolución de 50 nm, lo que permite un mapeo detallado de las fuerzas celulares.
• Los emisores activados por fuerza proporcionan una baja fluorescencia de fondo y una alta sensibilidad.
• Se ha revelado una distribución muy estrecha de las tensiones de la integrina en el borde principal de las células migratorias.
• Demostró que la distribución de la fuerza dentro de las adherencias focales está descentrada y depende del tamaño de la adhesión.

Conclusiones:

• CFN es una herramienta poderosa para avanzar en el estudio de las fuerzas celulares con una resolución sin precedentes.
• Los resultados proporcionan nuevos conocimientos sobre la organización espacial y la regulación de las fuerzas mediadas por integrinas en las células.
• Esta técnica abre nuevas vías para investigar la mecanobiología y las interacciones entre células y sustratos.