Investigadores de las universidades técnicas de Delft y Munich han inventado un nuevo tipo de trampa molecular que puede mantener una sola proteína en su lugar durante horas para estudiar su comportamiento natural, un millón de veces más que antes. La nueva técnica NEOtrap permite a los científicos utilizar corrientes eléctricas para estudiar la naturaleza vibrante de las proteínas, que puede impulsar la innovación en biomedicina, biotecnología, y más.

Aunque las proteínas son cruciales para la vida, ya que le brindan visión y conexiones neuronales para leer este texto, por ejemplo, la forma en que cambian de forma aún no se comprende bien. Publicado el lunes 30 de agosto en Nanotecnología de la naturaleza , un equipo dirigido por Cees Dekker en la Universidad Tecnológica de Delft desarrolló una nueva técnica, llamada trampa electro-osmótica de nanoporos (NEOtrap), para estudiar moléculas de proteínas individuales durante mucho más tiempo de lo que era posible antes. La NEOtrap permite a los investigadores medir cómo las proteínas individuales cambian de forma con el tiempo.

Como un corcho en una botella

NEOtrap combina dos nanotecnologías:nanoporos de estado sólido y origami de ADN. Los nanoporos son pequeños orificios que los científicos utilizan como sensores para moléculas individuales como las proteínas. Dado que las proteínas normalmente pasan a través del pequeño orificio en microsegundos, solo pueden registrarse brevemente. Al sellar el nanoagujero con una bola a nanoescala construida completamente a partir de ADN (!), los investigadores pueden bloquear la proteína en su lugar durante horas, al igual que un corcho sella una botella de vino. Hendrik Dietz y su grupo en la Universidad Técnica de Munich construyeron esta nano-bola usando un enfoque llamado "origami de ADN", una técnica que imita el plegado de origami a macroescala, usando hebras de ADN a nanoescala en lugar de papel.

Autora principal del artículo Sonja Schmid, que desarrolló NEOtrap como postdoctorado en el laboratorio de Dekker, explica:"Esta nano-bola de origami de ADN actúa como una esponja que succiona agua a través del nanoporo, atrayendo una sola proteína al nanoporo y atrapándola allí. Esto significa que podemos estudiar esa proteína durante períodos de tiempo muy prolongados. En este trabajo ya demostramos que podemos distinguir entre diferentes tipos de proteínas, e incluso diferentes formas funcionales de una misma proteína ".

Avance radical en el campo

Cees Dekker agrega:"Esta nueva técnica es realmente un gran paso adelante; un revisor anónimo de nuestro artículo lo llamó" uno de los avances más radicales en el campo de la detección de nanoporos ". la NEOtrap nos permite atrapar una sola proteína nativa sin necesidad de modificar la molécula de interés, a diferencia de las técnicas anteriores. Esta técnica puede, por ejemplo, ayudar a los investigadores a descubrir el mecanismo subyacente de las enzimas y otras proteínas importantes que cambian su forma para facilitar las reacciones químicas ".

NEOtrap permite a los científicos de todo el mundo realizar experimentos completamente nuevos, con el potencial de revelar características funcionales de proteínas previamente pasadas por alto y, por lo tanto, impulsar la innovación en biomedicina, biotecnología, y más. Schmid (que ahora inició su propio laboratorio en Wageningen) y Dekker están planeando muchos estudios de seguimiento de la dinámica de proteínas individuales en los próximos años.