En el último artículo del Laboratorio Geobacter dirigido por el microbiólogo Derek Lovley de la Universidad de Massachusetts Amherst, él y sus colegas informan "un avance importante" en la búsqueda para desarrollar nanocables de proteínas conductores de electricidad en la bacteria Geobacter sulfurreducens para su uso como sensores químicos y biológicos. Los detalles aparecen en la edición actual de la revista American Chemical Society, Biología sintética ACS .

Los nanocables de proteínas conductores de electricidad que se encuentran en Geobacter han sido objeto de un intenso estudio en su laboratorio durante varios años. Lovley señala, porque ofrecen tantas ventajas sobre los costosos nanocables de silicio y los nanotubos de carbono que requieren productos químicos tóxicos y procesos de alta energía para su producción.

Por el contrario, Los nanocables de Geobacter pueden producirse en masa de forma sostenible y cultivarse con materias primas renovables. Requieren un bajo aporte de energía (una estimación dice que cuesta 100 veces menos energía producirlos que los nanocables de silicio) y se pueden reciclar. anota el microbiólogo. Los nanocables de proteínas son más sensibles, más delgados y flexibles que los cables de silicona, por lo que se pueden empaquetar más en un espacio más pequeño, con mejores capacidades de detección. También son estables en agua o fluidos corporales, una característica importante para aplicaciones biomédicas.

Lovley, quien descubrió los microbios conductores de electricidad en el lodo del río Potomac hace más de 30 años, dice, "En nuestra investigación anterior, nos enfocamos en ajustar la conductividad de los cables modificando el gen de la proteína que Geobacter ensambla en el cable. Ahora tenemos una caja de herramientas de cables para elegir con un rango de conductividad de un millón de veces. Eso proporciona una amplia flexibilidad para el diseño de dispositivos electrónicos ".

"Una de las aplicaciones más prometedoras para los nanocables de proteínas son los sensores biomédicos y ambientales, ", explica." Queremos diseñar el cable que une específicamente un producto biológico o químico de interés. Cuando esa molécula se une al cable, será obvio como un cambio en la señal eléctrica ".

"El siguiente objetivo era ver si podíamos modificar las propiedades de la superficie de los nanocables sin destruir su conductividad, que es lo que hemos mostrado en este último documento de prueba de concepto, Lovley señala. Los estudios recientes de su laboratorio demuestran que se pueden agregar péptidos de hasta 9 aminoácidos de largo al esqueleto de aminoácidos de los nanocables, y es posible "decorarlo" con más péptidos.

Los investigadores probaron dos escenarios de "decoración" de péptidos diferentes, llamados así porque los péptidos expuestos a lo largo del exterior de los cables son como pequeñas bombillas en una cadena de luces navideñas. Lovley dice.

Primero construyeron una cepa de G. sulfurreducens que fabricaba nanocables sintéticos decorados con una "etiqueta His" de seis histidinas que unía específicamente el níquel a la superficie del cable. A continuación demostraron la posibilidad de producir alambres con dos decoraciones, la etiqueta His y una "etiqueta HA" de nueve péptidos "enlazadora" expuestos en la superficie exterior. También demostraron que la cantidad de decoraciones en el cable se podía controlar mediante la introducción de un circuito genético para controlar la expresión de la etiqueta HA. Ninguna etiqueta disminuyó la conductividad de los cables, los autores informan.

Estas amplias posibilidades de modificar los nanocables con péptidos, más su "verde, "los atributos sostenibles son prometedores para nuevos avances, dicen los investigadores. Las propiedades de los nanocables "ahora se pueden modificar fácilmente para tener nuevas funcionalidades. Por ejemplo, como mostramos en el periódico, Los péptidos pueden diseñarse para unirse específicamente a productos químicos o biológicos de interés, que será útil para diseñar sensores de nanocables ".