Microscopía multidimensional de súper resolución revela agregados de superficie a nanoescala en el envejecimiento de...

Área de la Ciencia:

• La biofísica
• Biología celular
• Condensados biomoleculares

Sus antecedentes:

• La separación de fase líquido-líquido intracelular (LLPS) forma organelos sin membrana vitales para la función celular.
• Los condensados de proteínas FUS modelan la maduración de LLPS y las transiciones relacionadas con el envejecimiento, pero las estructuras internas son difíciles de resolver.
• Comprender los mecanismos de envejecimiento del condensado y las propiedades físicas es crucial para la comprensión de las enfermedades.

Objetivo del estudio:

• Investigar las heterogeneidades a nanoescala y la evolución del envejecimiento dentro de los condensados de proteínas FUS.
• Para aclarar los cambios estructurales y físicos durante la maduración del condensado FUS.
• Aplicar microscopía avanzada de súper resolución para resolver interiores de condensado de tamaño micrométrico.

Principales métodos:

• Se utilizó microscopía multidimensional de súper resolución, incluida la microscopía de localización de una sola molécula con resolución espectral (SR-SMLM) con un tinte solvatocrómico.
• Se utilizó SMLM con una sonda de amiloide fluorogénico para identificar los tipos de agregados.
• Mapeo aplicado del desplazamiento/difusividad de una sola molécula (SMdM) para evaluar la dinámica de difusión local.

Principales resultados:

• Se descubrieron distintos nanodomainos hidrofóbicos en la superficie de los condensados de FUS.
• Identificó estos nanodomínios como agregados amiloides usando sondas específicas.
• Se ha demostrado que estos nanoagregados impiden significativamente la difusión local dentro de los condensados.
• Se observa una expansión progresiva de los nanoagregados superficiales al envejecer o cortarse, formando una cáscara de baja difusividad.

Conclusiones:

• Reveló arreglos estructurales a nanoescala y mecanismos de envejecimiento en condensados FUS de un solo componente.
• Mostró la sinergia de la microscopía multidimensional de súper resolución para el análisis de LLPS a nanoescala.
• Abrió nuevas vías para estudiar los sistemas LLPS a nanoescala, relevantes para el envejecimiento y las enfermedades.