Los estadounidenses Eric Betzig y William Moerner, y el científico alemán, Stefan Hell, ganaron ayer el Nobel de Química por el desarrollo de nuevos métodos para que los microscopios puedan ver detalles más pequeños de los que podían percibir en el pasado.
Los científicos fueron premiados por “el desarrollo de la microcopia de fluorescencia de súper resolución”, que según la Real Academia Sueca de Ciencias, ha superado la capacidad máxima de resolución de los microscopios ópticos tradicionales. “Su trabajo ha llevado la microcopia óptica a la nanodimensión”, añadió.
Betzig, de 54 años, trabaja en el Instituto Médico Howard Hughes de Ashburn, en Virginia. Hell, de 51 años, dirige el Instituto Max Planck de Química Biofísica en Goettingen, Alemania. Moerner, de 61 años, es profesor en la Universidad de Stanford.
“Estaba totalmente sorprendido, no podía creerlo”, expresó Hell. “Afortunadamente, recordé la voz de Nordmark y supe que era real”, agregó el científico alemán en referencia a Staffan Nordmark, de la academia sueca.
En 1873, Ernst Abbe estipuló que la resolución nunca podría superar los 0.2 micrometros, o 500 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. Pero los tres ganadores del Nobel sobrepasaron este límite observando objetos con marcadores fluorescentes y escanéandolos para construir imágenes mucho más detalladas. Actualmente, ese tipo de “nanoscopio” es muy usado para visualizar la maquinaria molecular interna de las células.
Los microscopios modernos a escala nanométrica pueden seguir la interacción de proteínas involucradas en enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y el cáncer u observar la transcripción y traducción del ADN para crear proteínas, o rastrear el desarrollo de óvulos fertilizados cuando se dividen y se convierten en embriones.
Los microscopios de antes podían ver objetos del tamaño de la bacteria más pequeña, pero no los componentes individuales dentro de las células.
Años de trabajo
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 microscopía 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. Una década después se unió a la Universidad de California, donde Roger Tsien experimentaba con la proteína fluorescente verde.
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.—Agencias