Explorando la dinámica de procesos complejos con técnicas avanzadas de microscopía de fluorescencia

LEVI, VALERIA

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica de la Asociacion Argentina de Investigación Fisicoquímica (AAIFQ); 2015

Nuestra visión de la organización y funcionamiento de sistemas tan complejos como las células ha cambiado bastante con el tiempo, en parte gracias al desarrollo de nuevas técnicas de microscopía óptica que nos permiten observar la evolución de procesos, tanto en el espacio como en el tiempo. En esta charla, voy a presentarles herramientas claves de microscopía de fluorescencia avanzada utilizadas en  el estudio de dinámica en sistemas complejos; en particular, describiré las técnicas de seguimiento de partículas únicas (single particle tracking, SPT) y espectroscopía de correlación de fluorescencia (fluorescence correlation spectroscopy, FCS). Las técnicas de SPT permiten recuperar la posición de una molécula/partícula con precisión de unos pocos nanómetros  en función del tiempo; el análisis cuantitativo de las trayectorias de estas partículas permite caracterizar la dinámica de las mismas. Dado que el estudio es a nivel de molécula/partícula única, la información que obtenemos en estos experimentos es distinta a la que se obtiene al promediar el comportamiento de muchas partículas revelando nuevos aspectos del proceso estudiado. En este contexto, describiré el diseño e instrumentación de métodos de SPT y la utilización de estas técnicas en estudios de transporte intracelular conducido por motores moleculares. Por otra parte, discutiré los fundamentos de los métodos basados en el análisis de fluctuaciones de fluorescencia. Dichos métodos consisten en el análisis de las fluctuaciones en la intensidad de fluorescencia producidas por moléculas fluorescentes que atraviesan el pequeño volumen de observación obtenido en microscopios confocales o de  excitación por 2 fotones. A partir del análisis cuantitativo de estas fluctuaciones se obtiene información de la movilidad de las moléculas y su interacción con otras especies. A modo de ejemplo, presentaré la aplicación de estas técnicas al estudio de los mecanismos de acción de distintos factores de transcripción involucrados en el desarrollo de embriones de ratón. Nuestro estudio permitió explorar la interacción de dichos factores con la cromatina a nivel de célula individual en embriones vivos y seguir esta dinámica durante el desarrollo de embriones tempranos.