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(noticias nanowerk) Las especies de todo el reino animal tienen interfaces vitales entre las capas más externas de sus cuerpos y el medio ambiente. Se sabe que estructuras microscópicas complicadas, como las que se encuentran en las capas externas de la piel humana, se organizan en patrones matriciales.
Pero cómo estas estructuras complejas, conocidas como matrices extracelulares apicales (aECM), se ensamblan en arquitecturas intrincadamente tejidas sigue siendo una cuestión difícil de alcanzar.
Después de años de investigación y el poder de un instrumento tecnológicamente avanzado, los científicos de la Universidad de California en San Diego han decodificado la base de tales matrices en un pequeño nematodo. La lombriz intestinal Caenorhabditis elegans ha sido intensamente estudiada durante décadas debido a su estructura transparente, que permite a los investigadores mirar dentro de su cuerpo y examinar su piel.
Descrito en el diario. comunicación de la naturaleza (“Patrones a nanoescala de colágenos en la matriz extracelular apical de C. elegans”), investigadores de la Facultad de Ciencias Biológicas han decodificado ahora la estructura de los patrones de aECM en nematodos a nanoescala. Un potente microscopio de alta resolución ayudó a revelar patrones nunca antes vistos asociados con pilares, llamados puntales, que son fundamentales para el desarrollo y función adecuados de las aECM.
![Una imagen en 3D muestra puntales (verde) junto a colágenos (magenta)](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64299_1.jpg)
«Los puntales son como pequeños pilares que conectan las diferentes capas de la matriz y actúan como una especie de andamio», dijo Andrew Chisholm, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas y autor principal del estudio.
Aunque los nematodos sirven como organismo modelo para estudios de laboratorio debido a sus cuerpos simples y transparentes, debajo de la superficie exhiben una arquitectura complicada. También tienen casi 20.000 genes, cantidad similar a la de los genes humanos, y por lo tanto proporcionan lecciones sobre la estructura y función de organismos más avanzados.
Los investigadores se centraron en el exoesqueleto de los nematodos conocido como cutícula y descubrieron que los defectos en los puntales provocan una hinchazón antinatural de la capa o «ampollas». Dentro de la capa de la cutícula, el estudio de investigación se centró en los colágenos, la familia de proteínas más abundante en nuestro cuerpo y que ayudan a unir los materiales corporales.
«Los puntales mantienen unidas las capas críticas», dijo Chisholm. «Sin ellos, las capas se aflojan y se producen problemas como la formación de ampollas. No se ven ningún puntal en los mutantes con ampollas».
Los instrumentos de laboratorio tradicionales habían obtenido imágenes de puntales sin detalles, lo que a menudo daba como resultado manchas indefinidas. Pero a través del laboratorio del profesor asistente de ciencias biológicas Andreas Ernst, llegaron a una instrumentación avanzada, conocida como microscopía de superresolución de iluminación estructurada 3D (3D-SIM), que puso los puntales en un enfoque sorprendente y permitió que sus funciones se definieran más fácilmente. . Luego, los investigadores pudieron dilucidar la organización a nanoescala de los puntales y los niveles de patrones no documentados previamente en la capa de la cutícula.
«Pudimos ver exactamente dónde iban estas proteínas en la matriz», dijo Chisholm. «Este es potencialmente un paradigma de cómo la matriz se ensambla en estructuras muy complejas y patrones muy intrincados».
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