17 jun. 2011

Células que producen láser


Científicos estadounidenses han logrado desarrollar por primera vez luz láser biológica a partir de una única célula viva. Para lograrlo, utilizaron proteínas verdes fluorescentes ('Green fluorescent protein', GFP). El hallazgo podría utilizarse para desarrollar nuevos microscopios y en aplicaciones de fototerapia.

En un artículo publicado en Nature Photonics, los investigadores Malte Gather y Seok Hyun Yun, del Centro de Fotomedicina Wellman del Hospital General de Massachusetts, describen cómo una sola célula genéticamente modificada para expresar una proteína fluorescente verde (Green fluorescent protein, GFP) puede utilizarse para amplificar partículas de luz llamadas fotones en pulsaciones de luz láser. El Hospital General de Massachusetts es el hospital universitario de la Escuela de Medicina de Harvard.


Las proteínas GFP son bien conocidas por los científicos. Fueron extraídas por primera vez de medusas brillantes ('Aeqiprea victoria'). Los autores de este estudio eligieron este tipo de proteínas porque son capaces de inducir la emisión de luz sin necesidad de añadir enzimas adicionales. Sus propiedades son bien conocidas y existen varias técnicas para programar genéticamente organismos para que expresen GPS.

Láser biológico

Malte Gather, autor principal del estudio, explica que parte de la motivación de este proyecto surgió de la curiosidad científica más básica. Tras observar que las sustancias biológicas no jugaban un papel importante en los láseres, los investigadores querían averiguar por qué la luz láser aparentemente no se origina en la naturaleza. Y en el caso de que sí se generara, querían comprobar si eran capaces de obtener un láser a partir de sustancias biológicas procedentes de organismos vivos.

Para llevar a cabo esta investigación, se usaron células obtenidas de un riñón humano, que fueron modificadas genéticamente para obtener GFP. Los autores lograron amplificar las partículas de luz denominadas fotones en pulsaciones de luz láser de un nanosegundo de duración.

Aunque estas pulsaciones son muy cortas, son lo suficientemente brillantes para ser detectadas. Además, aparentemente llevan información muy valiosa que podría ayudar a los científicos a analizar las propiedades de una gran cantidad de células casi instantáneamente.

50 aniversario del láser

"Desde su invención hace unos 50 años", afirman los autores, "los láseres han tenido un tremendo impacto en la ciencia y la tecnología modernas. Sin embargo, hasta ahora su generación se había basado en materiales artificiales o ingeniería óptica, tales como cristales modificados, colorantes sintéticos o gases purificados".

La luz láser se diferencia de la luz normal en que sus ondas oscilan en sincronía en una estrecha banda de colores.

Ahora se ha podido generar a partir de células vivas. Las potenciales aplicaciones de este hallazgo son numerosas. Gather explica que uno de sus objetivos a largo plazo será encontrar formas para que la biotecnología se aplique en el sector de comunicaciones y la informática, que actualmente utilizan dispositivos electrónicos inanimados.

Asimismo, se podría utilizar para mejorar la detección y la exploración intracelular o para mejorar las imágenes generadas en un microscopio.


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