Aunque crear un pequeño robot enteramente a partir de ADN para observar procesos celulares que no son visibles a simple vista puede parecer otra ciencia ficción descabellada, los científicos del Inserm, el CNRS y la Universidad de Montpellier están aquí para decir que es exacto.
Este “nanorobot” extremadamente moderno debería permitir estudiar con mayor detalle las fuerzas mecánicas a escala microscópica, que son importantes para diversos procesos biológicos y patológicos.
Este reciente estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza y fue reportado por primera vez por Comunicado de prensa del Inserm.
Fuerzas micromecánicas
Las fuerzas micromecánicas que actúan sobre nuestras células provocan señales biológicas que son cruciales para muchos procesos celulares que intervienen en la aparición de enfermedades o en el funcionamiento normal de nuestro cuerpo.
Por ejemplo, la sensación del tacto depende en parte del ejercicio de fuerzas mecánicas sobre receptores celulares concretos.
Inserm explica que estos receptores sensibles al tacto, o mecanorreceptores, también permiten el control de otros procesos biológicos importantes como la constricción de los vasos sanguíneos, la percepción del dolor y muchos más.
Numerosas enfermedades, incluido el cáncer, se ven afectadas por la disfunción de esta mecanosensibilidad celular porque las células cancerosas se mueven por todo el cuerpo ajustándose constantemente a las características mecánicas de su microambiente.
Sin embargo, esta adaptación sólo será posible si los mecanorreceptores identifican fuerzas específicas que transportan la información al citoesqueleto celular.
Existen algunas tecnologías que aplican estas fuerzas controladas y estudian su mecanismo. Sin embargo, según el Inserm, son limitados, caros y requieren mucho tiempo.
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Creando el robot a partir de estructuras de origami de ADN
El grupo de investigación del Centro de Biología Estructural (Inserm/CNRS/Université de Montpellier), dirigido por el investigador del Inserm Gatan Bellot, optó por utilizar la técnica del origami de ADN para presentar un sustituto.
Esto hace posible que las moléculas de ADN sirvan como bloques de construcción para nanoestructuras 3D que se autoensamblan en una forma predeterminada.
Como resultado, los científicos crearon un “nanorobot” formado por tres estructuras de origami de ADN. Por tanto, su tamaño es comparable al de una célula humana, siendo de tamaño nanométrico.
También fue posible por primera vez la fuerza que se puede aplicar y controlar con una resolución de 1 piconewton, o una billonésima parte de un Newton.
Inserm decía que 1 Newton equivale a la potencia de un dedo haciendo clic en un bolígrafo. Esta es la primera vez que un objeto autoensamblado basado en ADN creado por humanos puede ejercer fuerza con tal precisión.
Una herramienta como esta es muy útil para la investigación básica porque puede usarse para aprender más sobre los procesos moleculares que subyacen a la mecanosensibilidad celular e identificar nuevos receptores celulares que responden a las fuerzas mecánicas.
El robot también permitirá a los investigadores determinar con mayor precisión importantes vías de señalización para una variedad de procesos biológicos y patológicos que se estimulan a nivel celular durante la aplicación de fuerza.
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