Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft y la Universidad de Basilea han establecido un nanoporo biomimético que proporciona una plataforma única de prueba y medición de la forma en que las proteínas se mueven hacia el núcleo de una célula. En el diario Nanotecnología de la naturaleza , informan de un nanoporo artificial que está funcionalizado con proteínas clave que imita el poro nuclear natural. Al probar el transporte de proteínas individuales a través del poro biomimético, descubrieron que la mayoría de las proteínas no pueden moverse, pero algunos específicos pueden pasar. Este es el sello distintivo de la intrigante selectividad que también se encuentra en los poros naturales. El poro biomimético es completamente funcional y se puede utilizar como plataforma de prueba para estudios de administración de fármacos en el núcleo de una célula.
El complejo de poros nucleares
"Las células humanas tienen un núcleo, y las proteínas y el ARN deben entrar y salir. Esto está regulado por pequeños agujeros, llamados complejos de poros nucleares. Estos son poros biológicos esenciales que actúan como guardianes del núcleo celular. Transportan proteínas y ARN dentro y fuera del núcleo de una manera altamente selectiva, lo que significa que algunos pasan pero otros no pueden pasar. Existe un gran debate sobre cómo se logra esta intrigante selectividad. Dado que es muy difícil realizar mediciones de alta resolución en el complejo entorno de la célula viva, el mecanismo exacto es difícil de resolver ". Profesor Cees Dekker, director del Instituto Kavli de Nanociencia en Delft y líder de esta investigación, explica.
En la nueva investigación del grupo de Dekker en colaboración con el grupo del dr. Roderick Lim de la Universidad de Basilea, Pudieron hacer un nanoporo biomimético, un poro sintético que imita el poro nuclear, que actúa como un nuevo, poderosa plataforma para monitorear el transporte de proteínas individuales a través de.
Nanoporo biomimético
Dekker:"Un enfoque prometedor para estudiar este transporte nuclear es la biomimética:el desarrollo de sistemas sintéticos que imitan estructuras y procesos biológicos. Los avances en nanotecnología ahora permiten estudiar y dar forma a la materia a escala nanométrica, abriendo el camino para imitar estructuras biológicas a nivel molecular tanto para estudiar como para aprovechar su ingenio ". El grupo del Dr. Roderick Lim de la Universidad de Basilea purificó las proteínas de los poros nucleares y el grupo de Dekkers fabricó los nanoporos biomiméticos de estas uniendo estas proteínas a pequeños agujeros en un soporte de estado sólido.
Selectividad
La nueva investigación, realizado principalmente por el autor principal Stefan Kowalczyk, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Dekkers, demuestra que es posible establecer un poro nuclear biomimético y controlar el transporte de proteínas individuales a través del poro. En tono rimbombante, el poro biomimético presenta una fuerte selectividad, al igual que el complejo de poros nucleares naturales:las proteínas ImpB pasan por los poros, mientras que las proteínas BSA no lo hacen (como se ilustra en la imagen adjunta). Se encontró un grado diferente de selectividad, dependiendo de qué proteínas de poro nuclear exactas se usaron para funcionalizar el poro. Los investigadores han demostrado que el poro biomimético es completamente funcional y se puede utilizar como plataforma de prueba para estudios de administración de fármacos en el núcleo de una célula.
