Para ensamblar nuevas máquinas biomoleculares, Las moléculas de proteína individuales deben instalarse en su lugar de operación con precisión nanométrica. Los investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian ahora han encontrado una manera de hacer precisamente eso. Luz verde al ensamblaje de proteínas.
La punta finamente afilada del microscopio de fuerza atómica (AFM) permite recoger biomoléculas individuales y depositarlas en otro lugar con precisión nanométrica. La técnica se conoce como Cortar y Pegar de Molécula Única (SMC &P), y fue desarrollado por el grupo de investigación dirigido por el profesor Hermann Gaub, físico de la LMU. En su forma inicial, solo era aplicable a moléculas de ADN. Sin embargo, las máquinas moleculares responsables de muchos de los procesos bioquímicos en las células consisten en proteínas, y el ensamblaje controlado de tales dispositivos es uno de los principales objetivos de la nanotecnología. Un método práctico para hacerlo no solo proporcionaría nuevos conocimientos sobre el funcionamiento de las células vivas, pero también proporcionaría una forma de desarrollar, construir y utilizar nanomáquinas de diseño.
En un gran paso hacia este objetivo, El equipo de LMU ha modificado el método para permitirles tomar proteínas de un sitio de almacenamiento y colocarlas en ubicaciones definidas dentro de un área de construcción con precisión nanométrica. "En medio líquido a temperatura ambiente, las "condiciones meteorológicas" a nanoescala son comparables a las de un huracán, "dice Mathias Strackharn, primer autor del nuevo estudio. Por eso, las moléculas que se manipulan deben estar firmemente adheridas a la punta del AFM y mantenerse firmemente en su lugar en el área de construcción.
Las señales de tráfico demuestran la eficiencia
Las fuerzas que unen las proteínas durante el transporte y el ensamblaje también deben ser lo suficientemente débiles como para no causar daños. y debe ser estrictamente controlado. Para lograr estos dos objetivos, los investigadores utilizaron una combinación de anticuerpos, Proteínas de "dedos de zinc" que se unen al ADN, y anclajes de ADN. "Demostramos la viabilidad del método al juntar cientos de moléculas fluorescentes de GFP para formar un pequeño hombre verde, como la figura del semáforo que indica a los peatones que crucen la calle, pero solo unos micrómetros de altura, "Strackharn explica.
Con esta técnica, aspectos funcionales de las máquinas de proteínas complejas, como cómo interactúan las combinaciones de diferentes enzimas, y qué tan cerca deben estar para realizar reacciones acopladas, se pueden probar directamente. Otro objetivo es desarrollar conjuntos multimoleculares artificiales modelados en "celulosomas" naturales, que podría utilizarse para convertir la biomasa vegetal en biocombustibles. Strackharn señala las implicaciones:"Si podemos construir de manera eficiente imitaciones de estas 'líneas de ensamblaje enzimático' al unir proteínas individuales, tal vez podríamos hacer una contribución significativa a la explotación de fuentes de energía sostenibles ".
