Los científicos han soñado durante mucho tiempo con crear estructuras sintéticas a partir de la misma materia prima que la naturaleza utiliza en los sistemas vivos, las proteínas, creyendo que tal avance permitiría el desarrollo de nanomáquinas transformadoras. por ejemplo, jaulas moleculares que administran con precisión medicamentos de quimioterapia a los tumores o sistemas fotosintéticos para recolectar energía de la luz. Ahora, un equipo de biólogos de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad de Michigan ha inventado una forma de construir estructuras sintéticas a partir de proteínas. y al igual que en la naturaleza, el método es simple y podría usarse para una variedad de propósitos.

"Creemos que podemos usar estas estructuras como Legos para construir cosas más grandes, "dijo David Taylor, profesor asistente de biociencias moleculares en UT Austin y coautor correspondiente en un nuevo artículo publicado hoy en la revista Química de la naturaleza . "También conocemos algunas de las reglas para modificar la receta básica para hacer diferentes tipos de bloques de construcción".

Como prueba de concepto, El equipo construyó pequeñas estructuras que se asemejan a dos donas apiladas una encima de la otra aplicando cargas eléctricas a puntos específicos de proteínas naturales. Investigadores anteriores han logrado crear estructuras sintéticas a partir de proteínas, pero solo después de adherir concienzudamente algo a las proteínas o crear nuevas proteínas desde cero. complicando los métodos anteriores, intensivo en tiempo y limitante. Por el contrario, el nuevo método, denominado "Ensamblaje de proteína supercargada (SuPrA), "imita la forma en que funcionan las proteínas en los organismos vivos cuando hacen las máquinas moleculares que llevan a cabo las diferentes funciones de la vida:las estructuras del nuevo método son autoensamblables y flexibles.

"Nuestro enfoque toma una proteína que normalmente no se ensambla, y le brinda muchos sitios potenciales donde podría permitiéndole 'elegir' cuál se ajusta mejor al resto de su geometría y química, "dijo Anna Simon, investigador postdoctoral en el Departamento de Biociencias Moleculares de UT Austin y co-primer autor del artículo. "Esto es importante porque nos da una forma de semidirigir las proteínas para que se organicen en estructuras más grandes sin tener que entender de antemano exactamente cómo encajarán".

El concepto original de este nuevo método fue desarrollado por Andy Ellington, director asociado del Centro de Sistemas y Biología Sintética de UT Austin, también profesor de biociencias moleculares y coautor del estudio.

Para demostrar su concepto, los investigadores comenzaron con proteína verde fluorescente, una proteína estándar utilizada como etiqueta luminosa en todo tipo de experimentos biológicos. Crearon dos versiones ligeramente diferentes, utilizando un método nunca antes intentado:agregar cargas eléctricas para atraer a la proteína a formar discretas, estructuras simétricas. Una versión tenía cargas positivas agregadas en ciertos lugares, y se mezcló en una solución con una segunda versión que tenía cargas negativas en ciertos puntos. El equipo encontró cada versión autoensamblada en una miríada de estructuras diminutas, o complejos macromoleculares, cada uno con el mismo número y disposición de proteínas.

Debido a que este método permite construir estructuras a partir de proteínas naturales, los investigadores dicen que ofrece a la ciencia una nueva herramienta que es escalable, asequible y sostenible.

"Es como la forma en que la gente usa impresoras 3-D para hacer cosas con materiales que no habrían usado en el pasado, "Taylor dijo." Este nuevo método nos da otra opción para los materiales. Estos materiales se obtienen fácilmente, económicos y no dañinos para el medio ambiente ".