Se está produciendo una revolución industrial en una escala diminuta en los laboratorios de la Universidad de Manchester con el desarrollo de una máquina muy compleja que imita cómo se forman las moléculas en la naturaleza.
La máquina molecular artificial desarrollada por el profesor David Leigh FRS y su equipo en la Facultad de Química es la máquina molecular más avanzada de su tipo en el mundo. Su desarrollo ha sido publicado en la revista Ciencias .
El profesor Leigh explica:"El desarrollo de esta máquina que usa moléculas para fabricar moléculas en un proceso sintético es similar a la línea de ensamblaje robótica en las plantas de automóviles. Estas máquinas podrían finalmente llevar al proceso de hacer moléculas a ser mucho más eficientes y rentables. Esto beneficiará a todo tipo de áreas de fabricación, ya que muchos productos artificiales comienzan a nivel molecular. Por ejemplo, actualmente estamos modificando nuestra máquina para fabricar medicamentos como la penicilina ".
La máquina tiene solo unos pocos nanómetros de largo (unas millonésimas de milímetro) y solo se puede ver con instrumentos especiales. Su creación se inspiró en fábricas moleculares complejas naturales donde la información del ADN se utiliza para programar el enlace de los bloques de construcción moleculares en el orden correcto. La más extraordinaria de estas fábricas es el ribosoma, una máquina molecular masiva que se encuentra en todas las células vivas.
La máquina del profesor Leigh se basa en el ribosoma. Cuenta con un anillo funcionalizado del tamaño de un nanómetro que se mueve a lo largo de una pista molecular, recogiendo los bloques de construcción ubicados en el camino y conectándolos en un orden específico para sintetizar la nueva molécula deseada.
Primero, el anillo se enrosca en una hebra molecular utilizando iones de cobre para dirigir el proceso de ensamblaje. Luego, se une un "brazo reactivo" al resto de la máquina y comienza a funcionar. El anillo se mueve hacia arriba y hacia abajo hasta que un grupo voluminoso bloquea su camino. El brazo reactivo luego separa la obstrucción de la pista y la pasa a otro sitio en la máquina, regenerando el sitio activo en el brazo. El anillo queda libre para moverse más a lo largo de la hebra hasta que el siguiente bloque de construcción obstruya su camino. Esta, Sucesivamente, se retira y se pasa al sitio de elongación en el anillo, construyendo así una nueva estructura molecular en el anillo. Una vez que se eliminan todos los bloques de construcción de la pista, el anillo se deshilacha y la síntesis termina.
El profesor Leigh dice que el prototipo actual aún está lejos de ser tan eficiente como el ribosoma:"El ribosoma puede juntar 20 bloques de construcción por segundo hasta que se enlacen hasta 150. Hasta ahora solo hemos usado nuestra máquina para unir 4 bloques y se necesitan 12 horas para conectar cada bloque. Pero se puede realizar un paralelo masivo del proceso de ensamblaje:ya estamos usando un millón de millones de millones (1018) de estas máquinas trabajando en paralelo en el laboratorio para construir moléculas ".
El profesor Leigh continúa:"El siguiente paso es comenzar a usar la máquina para fabricar moléculas sofisticadas con más bloques de construcción. El potencial es que sea capaz de producir moléculas que nunca antes se habían visto. No están hechas en la naturaleza y pueden no se fabricará sintéticamente debido a los procesos que se utilizan actualmente. Ésta es una posibilidad muy interesante para el futuro ".
