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Les protéines qui émettent des longueurs d'onde plus longues de lumière proche infrarouge aident à créer des images biomédicales détaillées en haute résolution

moreover nettes et moreover précises.

Ce travail est paru le 1er décembre dans la revue Character Strategies.

L’imagerie des tissus profonds avec la lumière est un défi. empêchant les chercheurs de voir moreover profondément qu’un millimètre dans un tissu. S’ils parviennent à sonder moreover loin, des substances comme le collagène ou la mélanine brouillent souvent l’image, créant l’équivalent d’un bruit de fond grâce à leur fluorescence naturelle.

c’est comme essayer d’observer les étoiles à la lumière du jour. Les signaux sont inondés.”

Pour sortir de ces eaux troubles, Yao et son collaborateur Vladislav Verkhusha, professeur de génétique à l’Albert Einstein University of Medicine, New York, ont développé une protéine qui absorbe et émet des longueurs d’onde de lumière in addition longues dans le spectre proche infrarouge (NIR).

“Le tissu est le as well as clear dans la fenêtre de 700 à 1300 nanomètres de la lumière NIR”, a déclaré Yao. “A ces longueurs d’onde, la lumière peut pénétrer additionally profondément dans un tissu, et comme il y a moins de fluorescence de fond naturelle à filtrer.”

Ils peuvent se lier à la biliverdine.

a expliqué Verkhusha. nous avons soigneusement introduit des substitutions d’éléments clés de la molécule se connectant à la biliverdine pour augmenter la liaison des électrons, ce qui est nécessaire pour obtenir la fluorescence décalée vers le rouge. Enfin, nous avons effectué une mutagenèse aléatoire suivie d’un traitement à haut débit. des criblages pour que les protéines évoluent et augmentent leur luminosité.”

La protéine trouvée la additionally brillante. est facilement produite dans les cellules et les tissus et émet de la lumière juste en dehors de la plage obvious. Mais alors que l’activation NIR elle-même est utile.

“Nous avons vu que la gamme NIR peut être divisée en deux zones principales”, a expliqué Yao. elles émettent de la lumière dans la première zone, qui est d’environ 700 à 900 nanomètres. Mais à mesure qu’elles se désintègrent, la longueur d’onde s’allonge progressivement, comme la queue derrière une comète. C’est alors qu’elles commencent à émettre de la lumière. dans la deuxième zone NIR, qui est de 900 à 1300 nanomètres.”

Dans cette deuxième zone, tous les avantages de l’utilisation de la longueur d’onde in addition courte, la lumière NIR de la zone un sont améliorés  : la lumière peut pénétrer les tissus deux fois plus profondément, la fluorescence de fond est considérablement atténuée et la résolution de l’image peut être deux à trois fois as well as claire, permettant des visuals détaillées de structures complexes.

Yao et Verkhusha sont optimistes que leur partenariat continu sera une aubaine pour leur travail à la fois en imagerie biomédicale et en ingénierie des protéines. Yao est ravi d’utiliser le nouvel outil pour visualiser le cerveau de plus près et pour suivre potentiellement le mouvement des cellules cancéreuses.

“Il s’agit d’un nouveau entrance passionnant de notre collaboration de dix ans, car or truck nous pouvons utiliser les outils d’imagerie pour guider les décisions d’ingénierie des protéines. a déclaré Yao.

Ce travail a été soutenu par des subventions des National Institutes of Wellbeing des États-Unis (GM122567, EB028143, NS111039, NS115581), de la Chan Zuckerberg Initiative (226178), de la Most cancers Foundation Finland et de la Magnus Ehrnrooth Basis, et du NIH Intramural Analysis Plan for the Vaccine Research Centre de l’Institut national des allergic reactions et des maladies infectieuses.