Técnica revolucionaria para ver en detalle estructuras biológicas individuales de un nanómetro

La primera imagen con resolución de un nanómetro de viriones individuales pertenecientes al virus del mosaico del tabaco exhibe detalles fascinantes de la estructura helicoidal del virus y demuestra el potencial de la holografía electrónica de baja energía para obtener imágenes de biomoléculas en la escala de una sola partícula, un hito en biología estructural y una prometedora herramienta para el diseño de fármacos.

Conocer la forma detallada de biomoléculas como las proteínas es esencial para los estudios biológicos y el descubrimiento de fármacos. La biología estructural moderna depende de técnicas tales como la resonancia nuclear magnética (NMR, por sus siglas en inglés), la cristalografía de rayos-X y la microscopía crioelectrónica, para descubrir los diminutos detalles de las biomoléculas. Todos estos métodos, sin embargo, requieren promediar los resultados de una gran cantidad de moléculas y por tanto se pierden a menudo los detalles estructurales de una biomolécula individual.

Ahora el equipo de Jean-Nicolas Longchamp, de la Universidad de Zúrich en Suiza, ha hecho un gran avance al obtener la primera imagen con resolución de un nanómetro (una milmillonésima de un metro) de viriones individuales de virus del mosaico del tabaco, un virus de ARN con forma de varilla que infecta a una amplia variedad de plantas, especialmente la del tabaco. El trabajo demuestra el potencial de la holografía electrónica de baja energía como técnica no destructiva de toma de imágenes de partículas individuales para investigación en biología estructural.

Imagen holográfica de un virión de virus del mosaico del tabaco, depositado sobre una lámina de grafeno ultralimpio y registrada con electrones de 65 eV de energía cinética. La barra de escala corresponde a 10 nanómetros. (Foto: J.-N. Longchamp/Universidad de Zúrich en Suiza)

La holografía electrónica de baja energía es una técnica que emplea una onda electrónica para formar hologramas. De forma similar a la holografía de luz óptica, si bien con una longitud de onda mucho más pequeña, se registra toda la información de la onda dispersa, como la fase y la amplitud, permitiendo así una reconstrucción inequívoca de la estructura del objeto.

La nueva técnica abrirá la puerta a un mejor diseño de fármacos, basado en un conocimiento más amplio de la estructura biológica sobre la que se pretende actuar.

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