Los científicos pueden convertir las proteínas en patrones interminables que parecen flores, árboles o copos de nieve, una técnica que podría ayudar a diseñar un filtro para agua contaminada y tejidos humanos.

Su estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Rutgers-New Brunswick, aparece en la revista Química de la naturaleza . El estudio también incluyó a científicos del Baylor College of Medicine y la Universidad de Minnesota.

"Los ingenieros biomoleculares han estado trabajando para modificar los componentes básicos de la vida:proteínas, ADN y lípidos:para imitar la naturaleza y formar formas y estructuras interesantes y útiles, "dijo el autor principal Sagar D. Khare, profesor asociado en el Departamento de Química y Biología Química de la Facultad de Artes y Ciencias de Rutgers – New Brunswick. "Nuestro equipo desarrolló un marco para diseñar proteínas existentes en formas fractales".

En naturaleza, Los bloques de construcción, como las moléculas de proteínas, se ensamblan en estructuras más grandes para fines específicos. Un ejemplo clásico es el colágeno, que forma tejido conectivo en nuestro cuerpo y es fuerte y flexible debido a cómo está organizado. Pequeñas moléculas de proteína se ensamblan para formar estructuras que se amplían y pueden ser tan largas como los tendones. Los ensamblajes de proteínas naturales también son dinámicos, formándose y disolviéndose en respuesta a estímulos.

El equipo de investigación desarrolló una técnica para ensamblar proteínas en fractales, o geométrico, formas que se repiten una y otra vez. Los ejemplos incluyen árboles, hojas y piñas. El equipo utilizó software de ingeniería de proteínas para diseñar proteínas que se unen entre sí, entonces forman un fractal, forma de árbol en respuesta a un estímulo biológico, como en una celda, tejido u organismo. También pueden manipular las dimensiones de las formas, para que parezcan flores, árboles o copos de nieve, que se visualizan utilizando técnicas especiales de microscopía.

Estas técnicas podrían dar lugar a nuevas tecnologías como un filtro para la biorremediación, que utiliza moléculas biológicas para eliminar herbicidas del agua contaminada, o matrices sintéticas para ayudar a estudiar enfermedades humanas o ayudar a la ingeniería de tejidos a restaurar, mejorar o preservar tejidos u órganos dañados.

Los próximos pasos son desarrollar aún más la tecnología y ampliar la gama de proteínas que forman formas fractales, así como utilizar diferentes estímulos. como productos químicos y luz. Los científicos también quieren estudiar cómo se forman las formas fractales con mayor detalle, para que pudieran tener un mayor control sobre el proceso y las formas y tamaños de los biomateriales de diseño.