Premio Meyenburg per lo sviluppo della nanoscopia

Uno speciale metodo di microscopia ottica visualizza strutture biologiche fino al DNA

11/17/2011

Questo giovedì, il Meyenburg Prize 2011, del valore di 50.000 euro, sarà presentato al German Cancer Research Center (DKFZ) di Heidelberg. Il premio va al fisico Professor Stefan Hell, specialista in microscopia otticamente ad alta risoluzione presso il DKFZ, per lo sviluppo di un nuovo metodo di microscopia ottica, che consente di osservare le cellule viventi fino al livello nanomolecolare.

Come il Centro tedesco per la ricerca sul cancro di Heidelberg ha annunciato che il professor Stefan Hell è onorato per i suoi eccezionali sviluppi con il Premio Meyenburg 2011. Con l'aiuto del metodo completamente nuovo di microscopia ottica sviluppato dal Prof. Hell, non solo le cellule viventi fino al livello nanomolecolare ma anche i filamenti di DNA possono essere osservati direttamente. Fino ad ora, è stato possibile osservare le strutture più alte con microscopia ottica, che avevano una dimensione di almeno 200 nanometri, e con il nuovo metodo è possibile rilevare strutture biologiche con dimensioni comprese tra 20 e 50 nanometri.

I limiti della microscopia ottica sono rotti
Finora, l'ipotesi è stata che, a causa della cosiddetta legge di Abbes del 1873, la microscopia ottica non può che riconoscere strutture e oggetti in cui due punti sono distanti almeno metà della lunghezza d'onda della luce visibile. In altre parole, il limite naturale della microscopia ottica era di circa 200 nanometri. A poco a poco, tuttavia, il ricercatore di Heidelberg, il professor Hell, è riuscito a superare questa barriera. Benché strutture più piccole potessero essere osservate prima con l'elettrone o con i microscopi a scansione, ma a questo scopo, i preparati dovevano essere tagliati in fette molto sottili, così che le indagini sulle cellule intatte o viventi erano impossibili. Il nuovo metodo di microscopia ottica sviluppato dal Professor Hell offre un rimedio qui.

Guarda le lacune nel DNA sotto il microscopio
Già nel 1990, il Professor Hell aveva sviluppato il microscopio 4Pi, che funziona non solo con una fonte di luce ma con due sorgenti luminose, in modo che la luce proveniente da due lati cada sull'oggetto osservato contemporaneamente, aumentando la risoluzione di quattro o sette volte. L'uso della luce laser per la microscopia ottica ha ulteriormente migliorato la risoluzione e quindi il metodo della microscopia di deplezione delle emissioni stimolata sviluppata dal Prof. Hell offre la possibilità di osservare strutture biologiche che sono fino a 2000 volte più sottili di un capello (minimo 20 nanometri). Al fine di osservare tali minuscole strutture con la cosiddetta nanoscopia, il nuovo metodo di microscopia ottica sfrutta le proprietà dei coloranti fluorescenti, che sono anche utilizzati in altre procedure mediche per la marcatura delle strutture cellulari. Con l'aiuto della microscopia a luce speciale sviluppata da lui, la Professoressa Inferno è stata recentemente in grado di visualizzare i filamenti di DNA, e in futuro l'esperto, ora insignito del Premio Meyenburg, spera di rilevare ripetizioni o lacune nel DNA al microscopio. In questo modo, gli errori nel genoma, che possono portare a diverse malattie così come lo sviluppo di tumori o cancro, determinano la speranza degli scienziati.

Il Premio Meyenburg, assegnato al Professor Hell, è stato premiato come premio scientifico dal 1981 per un lavoro significativo nel campo della ricerca sul cancro e del cancro e finanziato dalla Fondazione Wilhelm e Maria Meyenburg. (Fp)

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Immagine: biophysics.org