Nobel de Química 2017: Jacques Dubochet

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Jacques Dubochet. Nobel de Quimica 2017

 

Jacques Dubochet logró vitrificar el agua (conservando todas sus características en su estado líquido) en el microscopio electrónico, permitiendo que las biomoléculas conservaran su forma natural incluso en el vacío.

Al tener que trabajar en vacío la vaporización del agua era un gran problema. Sin embargo, Jacques Dubochet vio una posible solución: enfriar el agua tan rápidamente que se solidificara para formar un vidrio en lugar de un cristal. Un vidrio parece un material sólido, pero en realidad es un fluido ya que sus moléculas están desordenadas. Dubochet se dio cuenta de que si pudiera obtener agua vitrificada, el haz de electrones se difractaría uniformemente y proporcionaría un fondo uniforme.

Inicialmente, el grupo de investigación intentó vitrificar pequeñas gotas de agua en nitrógeno líquido a -196 ° C, pero el éxito llegó cuando reemplazaron el nitrógeno por etano que, a su vez, se había enfriado con nitrógeno líquido. Bajo el microscopio vieron una gota que no se parecía a nada que hubieran visto antes. Primero supusieron que era etano, pero cuando la gota se calentó ligeramente, las moléculas se reorganizaron repentinamente y adquirieron la familiar estructura de un cristal de hielo. Fue un triunfo, ya que algunos investigadores sostenían que era imposible vitrificar las gotas de agua. Ahora creemos que el agua vitrificada es la forma más común de agua en el universo.

Primera imagen de un virus por vitrificación del agua en 1984.

Después de los descubrimientos de 1982, el grupo de investigación de Dubochet desarrolló rápidamente la base de la técnica que todavía se usa en cryo-EM. Disolvieron sus muestras biológicas, inicialmente diferentes formas de virus, en agua. La solución se depositó luego en una fina malla metálica formando una película delgada. Usando un dispositivo similar a un arco, dispararon la red en el etano líquido para que la delgada película de agua se vitrificara.

En 1984, Jacques Dubochet publicó las primeras imágenes de varios virus diferentes, redondos y hexagonales, que se podían observar en marcado contraste con el fondo de agua vitrificada. El material biológico ahora podría prepararse con relativa facilidad para el microscopio electrónico, y los investigadores pronto llamaron a la puerta de Dubochet para aprender la nueva técnica.

Debido a que cryo-EM raramente podía visualizar otra cosa que no fuera una superficie desigual, el método a veces se llamaba “blobología” (término que quiere poner de manifiesto lo borroso (“blob”) de las imágenes obtenidas). Sin embargo, y en gran parte debido a que Richard Henderson mantuvo obstinadamente que el microscopio electrónico proporcionaría rutinariamente imágenes que mostrarían átomos individuales, se ha optimizado, poco a poco, cada tuerca y cada tornillo del microscopio electrónico logrando una mejora de la resolución hasta que el obstáculo técnico final se superó en 2013, cuando se puso en uso un nuevo tipo de detector de electrones.

Ahora nos enfrentamos a un desarrollo explosivo de la bioquímica. Hay varias cosas que hacen que la cryo-EM sea tan revolucionaria: el método de vitrificación de Dubochet es relativamente fácil de usar y requiere un tamaño de muestra mínimo. Debido al rápido proceso de enfriamiento, las biomoléculas se pueden congelar de forma casi instantánea lo que permite tomar series de imágenes que capturan las diferentes partes de un proceso. De esta forma, producen ‘películas’ que revelan cómo las proteínas se mueven e interactúan con otras moléculas.

 

 

Fuente: fisiQuiweb.es

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