Los barcos ayudan a manejar la compleja logística para entregar productos a los consumidores. Las nanofábricas artificiales futuras también necesitarán una cadena de vehículos "nano" logísticos para entregar productos. Crédito:Max Pixel / CC0 Public Domain
Cuando compramos un nuevo teléfono o computadora portátil en línea, asumimos que será entregado en nuestra puerta en cuestión de días.
Pero sobre todo extrañamos la compleja logística que hace que esto suceda:barcos, aviones trenes y camiones que mueven productos, a partir de materias primas en minas, a las fábricas para el montaje, a almacenes para almacenamiento, y hasta nuestras puertas.
Los científicos del Laboratorio de Investigación de Plantas MSU-DOE están tratando de construir nanofábricas artificiales para producir materiales industriales o herramientas médicas de manera sostenible.
Y al igual que con la compra de teléfonos nuevos, Estas nanofábricas artificiales del futuro necesitarán un ejército de vehículos "nano" para entregar valiosos productos químicos.
Pero todavía no sabemos lo suficiente sobre la logística.
Resulta que las bacterias de la naturaleza tienen el modelo que debemos copiar. Albergan nanofábricas, llamados microcompartimentos bacterianos (BMC), que cumplen muchos propósitos, dependiendo del anfitrión.
En cianobacterias, por ejemplo, Las BMC construyen compuestos útiles a partir del dióxido de carbono extraído de la atmósfera. O, algunas bacterias patógenas las utilizan para superar a las bacterias "buenas".
En un nuevo estudio, publicado en la revista Bioquímica , Jeff Plegaria y el laboratorio de Kerfeld revelan la estructura y función de una proteína BMC generalizada que contribuye a la logística de la creación de productos. acercándonos a la reutilización de BMC para nuestros propios usos.
Descripción de la flavoproteína Fld1C
Jeff y sus colegas notaron que muchas BMC naturales, especialmente un tipo que degrada el carbono para ayudar a producir compuestos energéticos útiles, contienen genes para flavoproteínas junto a los genes primarios responsables de construir y operar las BMC.
El laboratorio de Kerfeld ha analizado más de 200 conjuntos de ADN de cianobacterias, hacia la construcción de algún día fábricas sintéticas que produzcan combustibles verdes o productos de diagnóstico médico. Crédito:Universidad Estatal de Michigan
Los genes primarios incluyen instrucciones para construir y manejar BMC, transportar materiales de ida y vuelta, etcétera.
Y estar cerca de los genes centrales significaba que las flavoproteínas desempeñaban un papel importante dentro de las BMC.
Entonces, ¿Qué hacen las flavoproteínas?
"Son proteínas de transferencia de electrones que se encuentran en muchas bacterias y otras vías biológicas en la naturaleza. Transferencia de electrones, o fluir, es un proceso fundamental en la naturaleza, "Dice Jeff.
"Comprender el flujo de electrones en las BMC es crucial, porque forma parte de la línea de montaje que conduce a la creación de productos químicos finales. Pero, todavía no sabemos mucho sobre cómo funcionan las flavoproteínas en las BMC ".
En el estudio, Jeff se acercó a una flavoproteína BMC, que su grupo llamó Fld1C.
Pudieron caracterizarlo, revelando su estructura, describiendo sus características físicas, y confirmar su capacidad para participar en reacciones de transferencia de electrones.
"Con la ayuda de científicos del Laboratorio Nacional Argonne, generamos un agente que puede pasar un electrón a un aceptador dispuesto. Demostramos con éxito que nuestra flavoproteína Fld1C aceptaba un electrón de ese agente ".
"Comprender esta logística, cómo fluyen los electrones dentro y fuera de los BMC, es vital para construir y controlar los BMC sintéticos para aplicaciones personalizadas".
Tales aplicaciones podrían incluir la producción de materiales industriales como caucho o petróleo, sin depender de los combustibles fósiles.
O podríamos construir herramientas médicas que desarmen las BMC en bacterias "malas", como Salmonella, y evitar que causen estragos.
