Si chiama microscopia crioelettronica la rivoluzionaria tecnica per l'imaging di molecole che ha permesso ai ricercatori di diversi istituti di osservare per la prima volta i singoli atomi di una proteina. il risultato si deve a tre studi congiunti, descritti sulla rivista Nature, che hanno esplorato le potenzialità della risoluzione atomica consentendo agli scienziati di comprendere con un dettaglio senza precedenza il funzionamento di proteine che non possono essere facilmente esaminate grazie a tecniche alternative di imaging.
"La microscopia crioelettronica, o Cryo-EM, si sta affermando come strumento dominante per la mappatura delle forme 3D delle proteine. Abbiamo raggiunto il limite ultimo nel campo dell'alta risoluzione, non ci sono altre barriere da infrangere", dichiara Holger Stark, biochimico e microscopista elettronico del Max Planck Institute for Biophysical Chemistry di Gottingen, in Germania. "Ci sono ancora molte domande e molti interrogativi da risolvere, ma questa tecnica pone sicuramente le basi per una concezione diversa della struttura atomica delle proteine", commenta John Rubinstein, biologo strutturale dell'Università di Toronto in Canada, aggiungendo che la tecnica Cryo-EM nasce nel 2013 come metodologia per raggiungere l'alta risoluzione. "Prima di questa metodologia le proteine venivano osservate solo tramite cristallografia a raggi X, che ricava le strutture dai modelli di diffrazione realizzati dai cristalli proteici colpiti da raggi X.
Questo potrebbe però richiedere mesi o addirittura anni visto il tempo necessario a cristallizzare una proteina e inoltre non tutte le catene di amminoacidi possono formare cristalli utilizzabili. Cryo-EM, invece, richiede solo che la proteina sia in una soluzione purificata", spiegano i ricercatori, precisando che la risoluzione della tecnica di imaging raggiunge circa 1 angstrom, cioè 0,1 nm. "Abbiamo testato l'osservazione anche per una forma semplificata di proteina chiamata recettore GABA A, che si trova nella membrana dei neuroni ed è un bersaglio per anestetici, ansiolitici e farmaci di vario genere", spiega Sjors Scheres, biologo presso il Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC-LMB) a Cambridge, Regno Unito. "Grazie a Cryo-EM, abbiamo potuto osservare dettagli inediti della proteina.
Questa nuova tecnica può essere davvero rivoluzionaria nella progettazione di farmaci basati sulla struttura. Credo che teoricamente sarebbe possibile raggiungere risoluzioni ancora più elevate, ma l'enorme quantità di dati che ne deriverebbe renderebbe la procedura molto poco pratica", aggiunge Radu Aricescu, collega e coautore di Scheres, precisando però che la metodologia non è esente dalla possibilità di miglioramenti, in particolare nel modo in cui vengono preparati i campioni di proteine, attualmente congelate su griglie d'oro. "Alterare le griglie potrebbe rendere ancora più stabile l'osservazione, l'unico tassello 'debole' della procedura", afferma Radostin Danev, specialista Cryo-EM dell'Università di Tokyo. "Credo che la cristallografia a raggi X manterrà un certo fascino tra gli specialisti. Ovviamente abbiamo pro e contro per ognuno dei metodi di osservazione, e solo il caso specifico ci aiuterà a scegliere di volta in volta, ma anche se alcuni ritengono che stiamo osservando il declino dei raggi X, io sono convinto che le due tecniche potranno convivere", conclude Stark.
da La Repubblica 5 giugno 2020
