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Permitió la observación molecular

Nobel de Química para los fundadores de la nanoscopia

Agencias EFE/DPA

El Nobel de Química 2014 ha premiado el trabajo de dos estadounidenses y un alemán por sentar las bases de la nanoscopia, una técnica que ha abierto nuevos campos para la química y la bioquímica al permitir la observación molecular.

La Real Academia de las Ciencias Sueca resaltó que el alemán Stefan W. Hell y los estadounidenses Eric Betzig y William E. Moerner han contribuido a desarrollar microscopios fluorescentes de alta resolución, llevando la microscopía óptica a una nueva dimensión, sin estructuras demasiado pequeñas para ser estudiadas.

Sus hallazgos permitieron, de forma independiente, eludir la ecuación formulada en 1873 por Ernst Abbe, que demostraba los límites de la resolución microscópica debido a factores como la longitud de onda de la luz, por lo que afirmaba que estos aparatos nunca podrían observar objetos menores a 0,2 micrómetros.

Mientras formaba parte de un equipo investigador sobre microscopía fluorescente en la Universidad de Turku (Finlandia), Stefan Hell se interesó por la emisión estimulada y pensó que podría diseñar una especie de “nanolinterna” que barriera toda la muestra.

En 1994 presentó en un artículo científico la microscopía de depleción por emisión estimulada (STED), técnica en la que un impulso lumínico excita las moléculas fluorescentes mientras otro apaga la fluorescencia en todas excepto las de volumen nanométrico.

Tras aceptar un puesto en el Instituto Max Planck de Química Biofísica alemán, desarrolló un microscopio STED y en 2000 demostró que sus ideas funcionaban en la práctica, logrando imágenes de una bacteria E.coli a una resolución nunca antes vista.

Betzig y Moerner eludieron el límite de Abbe desarrollando por separado otro principio opuesto al del STED: la microscopia de molécula individual, que implica superponer varias imágenes.

Moerner se convirtió en 1989 en el primer científico en medir la absorción de luz de una molécula individual, un hallazgo que inspiraría a muchos investigadores, Betzig entre ellos.

Una década después Moerner se unió a la Universidad de California, donde Roger Tsien experimentaba con la proteína fluorescente verde, trabajo que en 2008 le valió el Nobel de Química, compartido con Martin Chalfie y Osamu Shimomura.

La fluorescencia de una variante de esa proteína podía encenderse y apagarse a voluntad, descubrió Moerner, que dispersó varias en un gel para que la distancia superara el límite de Abbe, permitiendo que un microscopio discerniese el brillo de cada molécula.

Betzig empezó a trabajar con microscopios de campo cercano en la década de 1990, pero aunque logró detectar la fluorescencia en algunas moléculas, acabó asumiendo las limitaciones de esa técnica.

En un artículo de 1995 expuso sus ideas sobre la posibilidad de eludir el límite de Abbe usando moléculas con diferentes propiedades y que brillasen con distintos colores fluorescentes.

Betzig retornó años después a la investigación tras oír hablar de la proteína fluorescente verde y en 2005 encontró proteínas con esa característica que podría ser activada a voluntad, similares a las detectadas antes por Moerner.

Las moléculas fluorescentes no tenían por qué ser de distinto color, bastaba con que emitiesen luz fluorescente en diferentes momentos, descubrió Betzig, quien logró con esa técnica una imagen de alta resolución de la membrana del limosoma de una célula.



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