Pequeñas redes de transporte autoensambladas, impulsado por motores a nanoescala y controlado por ADN, han sido desarrollados por científicos de la Universidad de Oxford y la Universidad de Warwick.

El sistema puede construir su propia red de pistas que abarcan decenas de micrómetros de longitud, transportar carga a través de la red e incluso desmontar las vías.

El trabajo está publicado en Nanotecnología de la naturaleza y contó con el apoyo del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas y el Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas.

Los investigadores se inspiraron en el melanóforo, utilizado por las células de los peces para controlar su color. Todas las pistas de la red proceden de un punto central, como los radios de una rueda de bicicleta. Las proteínas motoras transportan el pigmento por la red, ya sea concentrándolo en el centro o extendiéndolo por toda la red. La concentración de pigmento en el centro hace que las células sean más claras, ya que el espacio circundante queda vacío y transparente.

El sistema desarrollado por el equipo de la Universidad de Oxford es muy similar, y está construido a partir de ADN y una proteína motora llamada kinesina. Alimentado por combustible ATP, las cinesinas se mueven a lo largo de las micro-pistas que llevan módulos de control hechos de hebras cortas de ADN. Los nanobots 'ensambladores' están hechos con dos proteínas kinesinas, permitiéndoles mover pistas para ensamblar la red, mientras que los 'transbordadores' solo necesitan una proteína kinesina para viajar a lo largo de las vías.

'El ADN es un bloque de construcción excelente para construir sistemas moleculares sintéticos, ya que podemos programarlo para que haga lo que necesitemos, 'dijo Adam Wollman, quien realizó la investigación en el Departamento de Física de la Universidad de Oxford. “Diseñamos las estructuras químicas de las cadenas de ADN para controlar cómo interactúan entre sí. Los transbordadores se pueden usar para transportar carga o enviar señales para decirles a otros transbordadores qué hacer.

'Primero usamos ensambladores para organizar la pista en' radios ', desencadenado por la introducción de ATP. Luego enviamos lanzaderas con carga verde fluorescente que se esparcen por la vía, cubriéndolo uniformemente. Cuando agregamos más ATP, todos los transbordadores se agrupan en el centro de la pista donde se encuentran los radios. Próximo, enviamos transbordadores de señales a lo largo de las vías para decirles a los transbordadores que transportan carga que liberen la carga fluorescente en el medio ambiente, donde se dispersa. También podemos enviar lanzaderas programadas con señales de 'desmontaje' al hub central, diciéndole a las pistas que se rompan.

Esta demostración utilizó tintes verdes fluorescentes como carga, pero los mismos métodos podrían aplicarse a otros compuestos. Además de los cambios de color, Los sistemas de carriles en forma de radios podrían usarse para acelerar las reacciones químicas al reunir los compuestos necesarios en el eje central. Mas ampliamente, El uso de ADN para controlar las proteínas motoras podría permitir el desarrollo de sistemas de autoensamblaje más sofisticados para una amplia variedad de aplicaciones.