Los científicos desarrollan microcápsulas de ADN con canales de iones incorporados
Un grupo de investigación dirigido por Tokyo Tech informa sobre una forma de construir microcápsulas basadas en el ADN que son muy prometedoras para el desarrollo de nuevos materiales y dispositivos funcionales. Demostraron que los pequeños poros en la superficie de estas cápsulas pueden actuar como canales de iones. Su estudio acelerará los avances en ingeniería celular artificial y robótica molecular, así como en la propia nanotecnología.
Esta es una ilustración conceptual de las microcápsulas basadas en nanoplacas de ADN.
Masahiro Takinoue of Tokyo Institute of Technology
Las nanoestructuras autoensambladas y basadas en el ADN son componentes básicos prometedores para nuevos tipos de micro y nanodispositivos para aplicaciones biomédicas y medioambientales. En la actualidad, gran parte de la investigación se centra en añadir funcionalidad a estas estructuras para ampliar su versatilidad.
Por ejemplo, las cápsulas de ingeniería llamadas liposomas que tienen una membrana de lípidos bilayer ya se están utilizando con éxito como sensores, herramientas de diagnóstico y sistemas de administración de fármacos. Otro grupo de cápsulas que no tienen una bicapa lipídica sino que están compuestas de una membrana de partículas coloidales, conocida como emulsión Pickering o colloidosomas, también tienen potencial para muchas aplicaciones biotecnológicamente útiles.
Ahora, un grupo de investigación dirigido por el biofísico Masahiro Takinoue del Instituto de Tecnología de Tokio informa sobre un nuevo tipo de emulsión Pickering con la funcionalidad añadida de los canales iónicos, un logro que abre nuevas rutas para el diseño de células artificiales y robots moleculares.
"Por primera vez, hemos demostrado la función del canal de iones utilizando nanoestructuras de ADN porosas sin la presencia de una membrana lipídica", dice Takinoue.
El diseño del equipo aprovecha las propiedades de autoensamblaje de las nanoplacas de origami de ADN. Las emulsiones Pickering resultantes son estabilizadas por la naturaleza anfifílica de las nanoplacas.
Una de las implicaciones más emocionantes del estudio, explica Takinoue, es que será posible desarrollar sistemas sensibles a los estímulos, que se basan en el concepto de conmutación abierta-cerrada. Tales sistemas podrían eventualmente ser usados para desarrollar redes neuronales artificiales que imiten la forma en que funciona el cerebro humano.
"Además, un cambio de forma de las nanoplacas de ADN que responda a los estímulos podría servir como fuerza motriz para la locomoción autónoma, lo que sería útil para el desarrollo de robots moleculares", dice Takinoue.
El presente estudio destaca los puntos fuertes del equipo al combinar la nanotecnología del ADN con una perspectiva basada en la biofísica y la física de la materia blanda.
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