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(Noticias de Nanowerk) El AFM de alta velocidad permite la observación directa de biomoléculas en acción dinámica y ha abierto una nueva vía a la biología estructural dinámica. Una enorme cantidad de aplicaciones exitosas en los últimos 15 años brindan información única sobre los procesos biológicos esenciales a nanoescala, por ejemplo, al visualizar cómo los motores moleculares realizan sus funciones específicas.
Una limitación intrínseca de las imágenes AFM es que solo se puede capturar la topografía de la superficie y la punta del AFM es demasiado grande para resolver los detalles subnanométricos. Para facilitar la interpretación y comprensión de las observaciones de HS-AFM, el análisis post-experimental y los métodos computacionales juegan un papel cada vez más importante.
En su artículo de revisión, publicado en Opinión actual en biología estructural(«Protein Dynamics by the Combination of High-Speed AFM and Computational Modeling»), Holger Flechsig (NanoLSI, Computational Science) y Toshio Ando (Distinguished Professor at NanoLSI) brindan una descripción general de los desarrollos en este campo de gran actualidad de investigación interdisciplinaria.
El modelado y las simulaciones por computadora ya permiten la reconstrucción de conformaciones 3D con resolución atomística a partir de imágenes AFM de resolución limitada topográficamente. Además, los métodos de análisis cuantitativo permiten, por ejemplo, el reconocimiento automatizado de cambios de forma biomolecular a partir de imágenes topográficas o una asignación de características que incluye la identificación de residuos de aminoácidos en la superficie de la molécula.
Los métodos computacionales desarrollados a menudo se implementan en software de acceso abierto, lo que permite aplicaciones prácticas por parte de la amplia comunidad bio-AFM para complementar las observaciones experimentales. En este sentido, el proyecto de software BioAFMviewer iniciado en la Universidad de Kanazawa en 2020 ha recibido una atención significativa y desempeña un papel importante en una variedad de proyectos de colaboración.
La combinación de AFM de alta velocidad y modelado computacional mejorará la comprensión de cómo funcionan las proteínas en detalle atómico. Un objetivo ambicioso para el futuro es la aplicación de modelos moleculares para reconstruir películas moleculares 3D a nivel atómico a partir de películas AFM topográficas de alta velocidad.
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