Investigadores de la Universidad de Montreal han creado un termómetro de ADN programable que es 20, 000 veces más pequeño que un cabello humano. Este avance científico informado esta semana en la revista Nano letras puede ayudar significativamente a nuestra comprensión de las nanotecnologías naturales y diseñadas por humanos al permitir medir la temperatura a nanoescala.

Hace más de 60 años, Los investigadores descubrieron que las moléculas de ADN que codifican nuestra información genética pueden desplegarse cuando se calientan. "En años recientes, Los bioquímicos también descubrieron que biomoléculas como las proteínas o el ARN (una molécula similar al ADN) se emplean como nanotermómetros en organismos vivos e informan la variación de temperatura al plegarse o desplegarse. "dice el autor principal, el profesor Alexis Vallée-Bélisle." Inspirado por esos nanotermómetros naturales, que suelen ser 20, 000 veces más pequeño que un cabello humano, hemos creado varias estructuras de ADN que pueden plegarse y desplegarse a temperaturas específicamente definidas ".

Una de las principales ventajas de usar ADN para diseñar termómetros moleculares es que la química del ADN es relativamente simple y programable. "El ADN está hecho de cuatro moléculas de monómero diferentes llamadas nucleótidos:el nucleótido A se une débilmente al nucleótido T, mientras que el nucleótido C se une fuertemente al nucleótido G, "explica David Gareau, primer autor del estudio. "Usando estas simples reglas de diseño, podemos crear estructuras de ADN que se pliegan y despliegan a una temperatura específicamente deseada". "Al agregar reporteros ópticos a estas estructuras de ADN, Por lo tanto, podemos crear termómetros de 5 nm de ancho que produzcan una señal fácilmente detectable en función de la temperatura. "añade Arnaud Desrosiers, coautor de este estudio.

Estos termómetros a nanoescala abren muchas avenidas emocionantes en el campo emergente de la nanotecnología, e incluso puede ayudarnos a comprender mejor la biología molecular. "Todavía hay muchas preguntas sin respuesta en biología, "añade el profesor Vallée-Bélisle, "Por ejemplo, sabemos que la temperatura dentro del cuerpo humano se mantiene a 37 ° C, pero no tenemos idea de si existe una gran variación de temperatura en la nanoescala dentro de cada célula individual ". Una pregunta que actualmente está investigando el equipo de investigación es determinar si las nanomáquinas y nanomotores desarrollados por la naturaleza durante millones de años de evolución también se sobrecalientan cuando funcionan a tasa alta ". En un futuro próximo, También imaginamos que estos nanotermómetros basados ​​en ADN pueden implementarse en dispositivos electrónicos para monitorear la variación de temperatura local a nanoescala, ", concluye el profesor Vallée-Bélisle.