Uno studio più semplice e accessibile della struttura delle macromolecole
La ricerca sostenuta dal progetto ARISE, finanziato dall’UE, ha portato allo sviluppo di un nuovo metodo che permette di utilizzare la cristallografia seriale in situ per studiare la struttura delle macromolecole. Descritta in un articolo pubblicato su «IUCrJ», questa tecnica è ora in fase di impiego presso ID23-2, una linea di fascio microfocalizzata per la cristallografia macromolecolare gestita congiuntamente dall’organizzazione che ha coordinato ARISE, il laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) in Germania, e dal laboratorio europeo delle radiazioni da sincrotone in Francia. Nicolas Foos, primo autore dello studio e ricercatore presso l’EMBL Grenoble, fa parte della prima generazione di scienziati formati nell’ambito del progetto ARISE. I borsisti partecipanti ricevono formazione in materia di gestione delle infrastrutture di ricerca, sostegno alla carriera e l’opportunità di lavorare su qualsiasi progetto di sviluppo tecnologico di loro interesse. In un’intervista pubblicata sul sito dell’EMBL, Foos descrive il nuovo metodo. «La principale caratteristica di questo metodo è che funziona direttamente dalla piastra di cristallizzazione», spiega l’esperto. «In media una piastra di cristallizzazione è solitamente dotata di 96 pozzetti (fori molto piccoli), ciascuno dei quali contiene tre minuscole gocce di proteina cristallizzata. Raccogliere questi cristalli al fine di trovarne una limitata quantità di adeguati, ovvero l’approccio normalmente utilizzato, è un compito tedioso e dispendioso in termini di tempo. Invece di raccogliere solo i cristalli “più belli”, gli esperimenti in situ prevedono di selezionarli direttamente nella piastra di cristallizzazione e di ricavarne i dati in tal ambito; ciononostante, questa tipologia di esperimento non veniva considerato un metodo accessibile per un impiego quotidiano.» Questa tecnica, basata su strumenti che offrono un’eccellente precisione in termini di movimento e raccolta dei dati, risulta semplice ed efficiente. «Una volta che si hanno a disposizione gli strumenti più appropriati, è necessario avere l’interfaccia adeguata che consenta di utilizzarli al meglio», osserva Foos. «Per garantire un metodo affidabile, preciso e ben controllato, abbiamo sviluppato un’interfaccia utente adatta alle sue esigenze.»
I benefici offerti dal metodo
Il nuovo metodo semplifica il consueto flusso di lavoro per la determinazione della struttura, rendendo gli esperimenti in situ più efficienti e facili da svolgere; in tal modo, il processo relativo a questa determinazione risulta meno costoso e dispendioso in termini di tempo. Inoltre, l’applicazione del metodo nei progetti di scoperta di farmaci potrebbe consentire di condurre gli esperimenti a temperatura ambiente, in quanto permette di esaminare i composti direttamente sulla piastra. Secondo il ricercatore, la possibilità di studiare le macromolecole bersaglio nel loro stato naturale incrementerà la qualità e l’affidabilità del risultato finale. Foos conclude: «Compiendo un ulteriore passo in avanti, stiamo anche aprendo nuove opportunità per realizzare flussi di lavoro sperimentali ancora più automatizzati. Potremo presto assistere allo sviluppo di una pipeline “dalla lastra al modello 3D” che non richiede alcun intervento umano, il che a mio parere deve essere l’obiettivo finale da raggiungere.» Il progetto ARISE (Career Accelerator for Research Infrastructure Scientists) si concluderà nell’aprile del 2027. Per maggiori informazioni, consultare: pagina web del progetto ARISE
Parole chiave
ARISE, cristallografia, macromolecola, piastra di cristallizzazione, determinazione della struttura
