Los físicos de la Universidad de Viena, junto con los investigadores de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida de Viena, desarrollaron nano-máquinas que recrean las principales actividades de las proteínas. Presentan el primer ejemplo modular y versátil de un sistema de modelo mimético de proteínas completamente artificial, gracias al Clúster Científico de Viena (VSC), una infraestructura informática de alto rendimiento. Estas "proteínas biónicas" podrían desempeñar un papel importante en la innovación de la investigación farmacéutica. Los resultados ya se han publicado en la reconocida revista Cartas de revisión física .

Las proteínas son los bloques de construcción fundamentales de todos los organismos vivos que conocemos actualmente. Debido a la gran cantidad y complejidad de los procesos biomoleculares que son capaces de realizar, las proteínas se denominan a menudo "máquinas moleculares". Tomemos, por ejemplo, las proteínas de los músculos:en cada contracción estimulada por el cerebro, un número incontable de proteínas cambian sus estructuras para crear el movimiento colectivo de la contracción. Este extraordinario proceso es realizado por moléculas que tienen un tamaño de solo un nanómetro, una milmillonésima parte de un metro. La contracción muscular es solo una de las numerosas actividades de las proteínas:hay proteínas que transportan carga en las células, proteínas que construyen otras proteínas, incluso hay jaulas en las que las proteínas que "se comportan mal" pueden quedar atrapadas para su corrección, Y la lista sigue y sigue. "Imitar estas asombrosas propiedades biomecánicas de las proteínas y transferirlas a un sistema completamente artificial es nuestro objetivo a largo plazo", dice Ivan Coluzza de la Facultad de Física de la Universidad de Viena, quien trabaja en este proyecto junto con colegas de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida de Viena.

Simulaciones gracias a Vienna Scientific Cluster (VSC)

En un artículo reciente en Cartas de revisión física , el equipo presentó el primer ejemplo de un sistema modelo biomimético completamente artificial capaz de autoanudarse espontáneamente en una estructura objetivo. Usando simulaciones por computadora, realizaron ingeniería inversa de proteínas centrándose en los elementos clave que les dan la capacidad de ejecutar el programa escrito en el código genético. Las simulaciones computacionalmente muy intensivas han sido posibles gracias al acceso al poderoso Vienna Scientific Cluster (VSC), una infraestructura informática de alto rendimiento operada conjuntamente por la Universidad de Viena, la Universidad de Tecnología de Viena y la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida de Viena.

Proteínas artificiales en el laboratorio

El equipo ahora trabaja en la realización de tales proteínas artificiales en el laboratorio utilizando nanopartículas especialmente funcionalizadas. Luego, las partículas se conectarán en cadenas siguiendo la secuencia determinada por las simulaciones por computadora, de modo que las proteínas artificiales se pliegan en las formas deseadas. Tales nanoestructuras anudadas podrían usarse como nuevos vehículos estables de administración de fármacos y como enzimas, pero mas estable, catalizadores.