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| Al igual que una radio bidireccional que puede recibir y transmitir ondas de radio, la nanoantena fluorescente diseñada por Alexis Vallée-Bélisle y su equipo recibe luz de un color y, en función del movimiento de la proteína que detecta, vuelve a transmitir luz de otro color, que podemos detectar. Una de las principales innovaciones de estas nanoantenas es que la parte receptora de la antena (de color verde brillante) se emplea también para percibir la superficie molecular de la proteína estudiada mediante la interacción molecular. Crédito: Caitlin Monney |
En un nuevo estudio, científicos de la Universidad de Montreal han utilizado el ADN para construir la antena más pequeña del mundo. Crearon esta nanoantena para controlar el cambio estructural de las proteínas a lo largo del tiempo.
Esta nanoantena fluorescente basada en el ADN se construyó inspirándose en las propiedades "tipo Lego" del ADN. La nanoantena puede ayudar a los científicos a caracterizar la función de las proteínas.
El profesor de química de la UdeM, Alexis Vallée-Bélisle, dijo: "Como una radio de dos vías que puede recibir y transmitir ondas de radio, la nanoantena fluorescente recibe luz en un color, o longitud de onda, y dependiendo del movimiento de la proteína que detecta, entonces transmite luz de vuelta en otro color, que podemos detectar".
"Una de las principales innovaciones de estas nanoantenas es que la parte receptora de la antena se emplea también para percibir la superficie molecular de la proteína estudiada a través de la interacción molecular".
Scott Harroun, estudiante de doctorado en química de la UdeM y primer autor del estudio, dijo: "Una de las principales ventajas de utilizar el ADN para diseñar estas nanoantenas es que la química del ADN es relativamente sencilla y programable."
"Las nanoantenas basadas en el ADN pueden sintetizarse con diferentes longitudes y flexibilidades para optimizar su función. Se puede acoplar fácilmente una molécula fluorescente al ADN y, a continuación, unir esta nanoantena fluorescente a una nanomáquina biológica, como una enzima."
"Afinando cuidadosamente el diseño de la nanoantena, hemos creado una antena de cinco nanómetros de longitud que produce una señal distintiva cuando la proteína está realizando su función biológica".
Las nanoantenas fluorescentes podrían tener importantes implicaciones en bioquímica y nanotecnología. Con su uso, los científicos pudieron detectar la función de la enzima fosfatasa alcalina con una variedad de moléculas biológicas y fármacos.
Harroun dijo: "Esta enzima se ha visto implicada en muchas enfermedades, entre ellas varios tipos de cáncer y la inflamación intestinal".
Dominic Lauzon, coautor del estudio que hace su doctorado en química en la UdeM, dijo: "Además de ayudarnos a entender cómo funcionan o funcionan mal las nanomáquinas naturales, lo que conduce a la enfermedad, este nuevo método también puede ayudar a los químicos a identificar nuevos fármacos prometedores, así como guiar a los nanoingenieros para desarrollar nanomáquinas mejoradas."
Vallée-Bélisle afirmó: "Quizá lo que más nos entusiasma es la constatación de que muchos laboratorios de todo el mundo, equipados con un espectrofluorómetro convencional, podrían emplear fácilmente estas nanoantenas para estudiar su proteína favorita, como para identificar nuevos fármacos o desarrollar nuevas nanotecnologías."
Fuente, créditos y referencias:
Scott G. Harroun, Dominic Lauzon, Maximilian C. C. J. C. Ebert, Arnaud Desrosiers, Xiaomeng Wang, Alexis Vallée-Bélisle. Monitoring protein conformational changes using fluorescent nanoantennas. Nature Methods, 2021 DOI: 10.1038/s41592-021-01355-5
Fuente: Universidad de Montreal