Científicos de la Universidad de Leeds han dado un paso adelante crucial en bio-nanotecnología, un campo que utiliza la biología para desarrollar nuevas herramientas para la ciencia, tecnología y medicina.

El nuevo estudio, publicado en forma impresa hoy en la revista Nano letras , demuestra cómo las 'membranas lipídicas' estables, la 'piel' delgada que rodea a todas las células biológicas, se pueden aplicar a las superficies sintéticas.

En tono rimbombante, la nueva técnica puede usar estas membranas lipídicas para 'dibujar', similar a usarlas como una tinta biológica, con una resolución de 6 nanómetros (6 mil millonésimas de metro), que es mucho más pequeño de lo que los científicos habían pensado anteriormente que era posible.

"Es más pequeño que los elementos activos de los chips de silicio más avanzados y promete la capacidad de posicionar moléculas biológicas funcionales, como las involucradas en el gusto, oler, y otros roles sensoriales - con alta precisión, para crear nuevos dispositivos bioelectrónicos híbridos, "dijo el profesor Steve Evans, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leeds y coautor del artículo.

En el estudio, los investigadores utilizaron algo llamado microscopía de fuerza atómica (AFM), que es un proceso de imágenes que tiene una resolución de solo una fracción de nanómetro y funciona escaneando un objeto con una minúscula sonda mecánica. AFM, sin embargo, es más que una simple herramienta de imágenes y se puede utilizar para manipular materiales con el fin de crear nanoestructuras y "dibujar" sustancias en regiones de tamaño nanométrico. Esta última se llama 'nano-litografía' y fue la técnica utilizada por el profesor Evans y su equipo en esta investigación.

El Sr. George Heath logró la capacidad de 'escribir' y 'colocar' de manera controlable fragmentos de membranas lipídicas con una precisión tan alta. estudiante de doctorado de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leeds y autor principal del artículo de investigación.

Heath dijo:"El método es muy parecido al entintado de un bolígrafo. Sin embargo, en lugar de escribir con tinta fluida, dejamos que las moléculas de lípidos, la tinta, se sequen en la punta primero. Esto nos permite luego escribir bajo el agua, que es el entorno natural de las membranas lipídicas. Previamente, otros equipos de investigación se han centrado en escribir con lípidos en el aire y solo han podido alcanzar una resolución de micrones, que es mil veces más grande de lo que hemos demostrado ".

La investigación es de fundamental importancia para ayudar a los científicos a comprender la estructura de las proteínas que se encuentran en las membranas lipídicas. que se denominan "proteínas de membrana". Estas proteínas actúan para controlar lo que se puede dejar entrar a nuestras células, para eliminar materiales no deseados, y una variedad de otras funciones importantes.

Por ejemplo, olemos cosas debido a proteínas de membrana llamadas 'receptores olfativos', que convierten la detección de pequeñas moléculas en señales eléctricas para estimular nuestro sentido del olfato. Y muchos fármacos actúan dirigiéndose a proteínas de membrana específicas.

"En la actualidad, los científicos solo conocen la estructura de un pequeño puñado de proteínas de membrana. Nuestra investigación allana el camino para comprender la estructura de los miles de tipos diferentes de proteínas de membrana para permitir el desarrollo de muchos medicamentos nuevos y ayudarnos a comprender una variedad de enfermedades. "explicó el profesor Evans.

Aparte de las aplicaciones biológicas, esta área de investigación podría revolucionar la producción de energía renovable.

Trabajando en colaboración con investigadores de la Universidad de Sheffield, El profesor Evans y su equipo tienen todas las proteínas de membrana necesarias para construir una imitación completamente funcional de la forma en que las plantas capturan la luz solar. Finalmente, los investigadores podrán intercambiar arbitrariamente las unidades biológicas y reemplazarlas con componentes sintéticos para crear una nueva generación de células solares.

El profesor Evans concluye:"Esto es parte del campo emergente de la biología sintética, mediante el cual los principios de ingeniería se están aplicando a partes biológicas, ya sea para la captura de energía, o para crear narices artificiales para la detección precoz de enfermedades o simplemente para avisarle que la leche de su frigorífico se ha disparado.

"Las posibilidades son infinitas."