Imágenes de microscopía electrónica de transmisión que muestran diferentes tamaños de NPC según la longitud del ADN. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea
Científicos de Corea del Sur utilizaron la proteína Zinc Finger para desarrollar una nueva técnica de fabricación de racimos de nanopartículas magnéticas de tamaño controlable.
El profesor Hak-Sung Kim del Departamento de Ciencias Biológicas del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) y Yiseul Ryu, un candidato a doctorado, utilizó la proteína Zinc Finger que se une específicamente a la secuencia de ADN diana para desarrollar una nueva técnica de fabricación de grupos de nanopartículas magnéticas (NPC) de tamaño controlable. Los resultados de su investigación se publicaron en Edición internacional Angewandte Chemie online el 25 de noviembre de 2014.
Los NPC son estructuras que consisten en nanopartículas magnéticas, nanopartículas de oro, y puntos cuánticos, cada uno de los cuales es menor de 100 nm (10 -9 metro). Los NPC tienen una propiedad distintiva de colectividad que no se ve en nanopartículas individuales.
Específicamente, los NPCS difieren en propiedades físicas y ópticas como la absorbancia de acoplamiento de Plasmon, transferencias de energía entre partículas, transferencias de electrones, y conductividad. Por lo tanto, Los NPC se pueden emplear en investigación biológica y médica, así como en el desarrollo de dispositivos nanoeléctricos y nanoplásmicos.
Para hacer uso de estas nuevas propiedades, el tamaño y la composición del racimo deben controlarse de forma exquisita. Sin embargo, técnicas anteriores se basaban en la unión química que requería pasos complejos, lo que dificulta el control del tamaño y la composición de los NPC.
El equipo del profesor Kim utilizó Zinc Finger, una proteína de unión al ADN, para desarrollar una técnica de fabricación de NPC para crear fácilmente grupos del tamaño deseado. La proteína Zinc Finger contiene un ion de zinc y reconoce específicamente la secuencia de ADN al unirse, lo que permite un control exquisito del tamaño y la composición del racimo. La técnica también es respetuosa con el medio ambiente.
Un diagrama mimético de la técnica de fabricación de NPC utilizando el dedo de zinc de proteína de unión al ADN. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea
El equipo del profesor Kim creó una estructura lineal de diferentes tamaños de NPC utilizando proteínas Zinc Finger y tres secuencias de ADN de diferentes longitudes. Los NPC que produjeron confirmaron su capacidad para controlar el tamaño y la estructura del grupo mediante el uso de diferentes longitudes de ADN.
Los NPC mostraron tasas de relajación T2 triplicadas en comparación con los medios de contraste de resonancia magnética existentes (Feridex) y se transportaron de manera efectiva a las células objetivo. Los resultados de la investigación muestran el uso potencial de los NPC en campos biológicos y médicos, como los medios de contraste de resonancia magnética, imágenes de fluorescencia, y transporte de drogas.
La investigación utilizó la propiedad de unión específica de la proteína y el ADN para desarrollar un nuevo método para crear un ensamblaje supramolecular de nanopartículas inorgánicas. La técnica se puede utilizar y aplicar ampliamente en otras nanopartículas para futuras investigaciones en diagnóstico, imagen y administración de fármacos y genes.
