Faculdades e universidades em todo o mundo, incluindo o Caltech, passaram grande parte de 2020 se adaptando ao ensino totalmente remoto por causa da pandemia COVID-19. Grant Jensen, professor de biofa­sica e biologia do Caltech, no entanto, estãoa  frente da curva. Nos últimos seis anos, ele usou o aprendizado online para ensinar o ba¡sico de uma técnica de ponta.

A microscopia crioeletra´nica tornou-se uma das ferramentas cienta­ficas mais importantes e influentes no século 21, com seus criadores compartilhando o Praªmio Nobel de Quí­mica de 2017. No entanto, essa forma de alta tecnologia de visualizar a estrutura e os componentes das células e va­rus foi transmitida como uma nave antiquada, diz Jensen. A maioria dos pesquisadores que conhecem a técnica, Jensen inclua­do, a aprendeu sob a tutela de um dos poucos professores ao redor do mundo com doma­nio do crio-EM.

Jensen queria oferecer esse conhecimento para o resto do mundo. Então, em 2014, ele usou o financiamento inicial da Caltech para gravar as palestras introduta³rias por meio das quais ensinou a seus alunos de pa³s-doutorado como comea§ar a crio-EM. As palestras gravadas tornaram-se um curso totalmente online que leva seus alunos dos princa­pios fundamentais da microscopia crioeletra´nica a s estratanãgias de preparação de amostras e coleta de dados.

Jensen diz que estãosurpreso com o alcance de seus va­deos. Em um ano normal, ele ensinaria crio-EM para cerca de 10 alunos de graduação e pa³s-doutorado, o que totalizaria cerca de 400 alunos ao longo de uma carreira de 40 anos. Ao tornar suas instruções disponí­veis ao paºblico em geral, Jensen ampliou seu alcance em muitas ordens de magnitude.

“Isso mudou completamente minha maneira de pensar sobre o tempo gasto ensinando”, diz Jensen. "Nem todos os professores acham que ensinar éo melhor uso de seu tempo, mas acho que fazer essas palestras éprovavelmente a coisa mais impactante que fiz na minha carreira ou farei. Nãohánenhum artigo que meu laboratório produziu, ou talvez atémesmo todos deles juntos, que foram lidos tantas vezes quanto essas palestras foram assistidas. "

A microscopia eletra´nica comum usa elanãtrons acelerados como fonte de iluminação porque os elanãtrons permitem que o pesquisador faz imagens de seu objeto com comprimentos de onda muito mais curtos do que a luz visível. Cryo-EM, como o nome sugere, envolve microscopia eletra´nica em amostras que foram resfriadas rapidamente a temperaturas criogaªnicas (muito baixas), o que as preserva em um estado que se assemelha a como apareceriam em tecidos vivos.

O manãtodo complementa outras técnicas modernas frequentemente utilizadas em biologia: a cristalografia de raios X e a espectroscopia de RMN, por exemplo, superam o crio-EM em sua capacidade de gerar imagens de imagens muito pequenas, como protea­nas individuais. Mas o cryo-EM éideal para grandes complexos, como células inteiras e va­rus, diz Jensen, e permite que os cientistas vejam essas "macromoléculas biológicas" em uma resolução sem precedentes. Jensen adora uma frase do falecido professor do Caltech, Richard Feynman, de que éfa¡cil responder a muitas perguntas da biologia ba¡sica se vocêpuder apenas "olhar para a coisa". Essa éa promessa do crio-EM.

"Na³s olhamos as células e vimos coisas que ninguanãm nunca viu antes com outras formas de microscopia", disse Jensen, "e depois passamos a caracteriza¡-las mais completamente e entender como elas funcionam. O mesmo acontece com os va­rus. Cryo -EM nos permitiu ver coisas nassuperfÍcies e dentro dos va­rus que as pessoas não entendiam antes. Simplesmente não havia como olhar para eles. "

Cryo-EM foi proposto como uma técnica possí­vel décadas atrás e tornou-se possí­vel nos últimos anos graças aos avanços em detectores e algoritmos para interpretar os dados recebidos do microsca³pio. No entanto, quando Jensen começou a gravar suas palestras, não havia nenhum livro no mercado para explicar os princa­pios e técnicas por trás do crio-EM. Seus va­deos rapidamente se tornaram uma das melhores fontes de informação dispona­veis. Quando o National Institutes of Health ofereceu subsa­dios para tais materiais educacionais, Jensen recebeu um e usou os fundos para aumentar sua videoteca além da teoria em um quadro-negro e demonstrou as técnicas necessa¡rias para usar microsca³pios eletra´nicos. Esses va­deos mostram o que o microsca³pio exibe, quais botaµes pressionar e quais nosgirar,e coloca esta instrução prática ao lado de diagramas teóricos que explicam como e por que a técnica funciona.

O va­deo se tornou uma forma interativa e útil de ensinar crio-EM que Jensen adiou o plano de escrever um livro sobre o assunto. Graças ao seu trabalho, pessoas em todo o mundo podem ter acesso a uma introdução ao crio-EM, enquanto especialistas na área que fazem leituras microsca³picas, purificam protea­nas ou processam dados podem assistir a suas palestras posteriores para aprender mais sobre suas tarefas.

“Esta foi uma situação especial em que um campo estava explodindo”, diz Jensen. "Tive a sorte de ser um dos poucos privilegiados que tiveram a chance de aprender cara a cara, e então a Caltech me forneceu os recursos para compartilhar isso com o mundo."

Jensen, que estãode licena§a da Caltech, seráReitor da Faculdade de Ciências Fa­sicas e Matema¡ticas da BYU a partir de 1º de novembro; seus va­deos permanecem disponí­veis para alunos do Caltech e outros em todo o mundo para aprimorar suas habilidades em crio-EM.