Un equipo de investigadores desarrolla un importante componente para células artificiales
Durante la división celular se forma un anillo alrededor del ecuador de la célula, que se contrae para dividirla en dos células hijas. Junto con investigadores de Heidelberg, Dresde, Tubinga y Harvard, los profesores Jan Kierfeld y Lukas Weise, del Departamento de Física de la Universidad TU de Dortmund, han logrado sintetizar por primera vez un anillo contráctil de este tipo con ayuda de la nanotecnología del ADN y descubrir su mecanismo de contracción. Los resultados se han publicado en la prestigiosa revista Nature Communications.
En biología sintética, los investigadores tratan de recrear in vitro mecanismos cruciales de la vida, como la división celular. El objetivo es poder sintetizar células mínimas. El equipo de investigación dirigido por la profesora Kerstin Göpfrich, de la Universidad de Heidelberg, ha reproducido sintéticamente anillos contráctiles para la división celular utilizando anillos poliméricos compuestos por nanotubos de ADN.
La formación de un anillo que constriñe y separa las células en división es un paso importante en la división celular natural. En la naturaleza, esto se consigue mediante una maquinaria de proteínas: proteínas motoras alimentadas por energía química procedente de la hidrólisis de ATP juntan un anillo de filamentos de la proteína actina. El trifosfato de adenosina, o ATP, es una molécula presente en todas las células vivas que suministra la energía necesaria para numerosos procesos celulares.
El mecanismo de contracción de los anillos de ADN desarrollado por los investigadores ya no depende de proteínas motoras alimentadas por hidrólisis de ATP. En su lugar, la atracción molecular entre segmentos de anillos puede desencadenar la contracción de los anillos poliméricos. Esta atracción molecular puede inducirse de dos maneras: mediante moléculas reticulantes con dos extremos "pegajosos" que pueden conectar dos segmentos poliméricos, o mediante la interacción de agotamiento, en la que los polímeros están rodeados por moléculas "aglomerantes" que presionan los segmentos entre sí. Este mecanismo no consume energía química, lo que significa que no es necesario incorporar ninguna fuente de energía a la célula sintética para que el mecanismo funcione.
El profesor Jan Kierfeld, catedrático de Física Teórica, y el investigador doctoral Lukas Weise trabajan en el campo de la física biológica. Como parte de su trabajo de investigación, han desarrollado una descripción teórica y una simulación de dinámica molecular del mecanismo de contracción, que coinciden con los resultados experimentales de sus compañeros de investigación. Para ello, idearon métodos especiales de simulación de los anillos de ADN a escala realista. La teoría y la simulación permiten explicar cuantitativamente cómo se forman y contraen los anillos poliméricos. "Esto significa que no sólo podemos predecir que una mayor concentración de moléculas 'crowder' reducirá el tamaño del anillo, sino también en qué medida", explica el profesor Jan Kierfeld. De este modo, es posible determinar cómo puede controlarse con precisión el diámetro del anillo de ADN, lo cual es muy significativo para futuras aplicaciones de anillos contráctiles en biología sintética.
Los mecanismos de división celular son un paso importante hacia una célula artificial, cuya construcción facilita una mejor comprensión de los mecanismos funcionales de las células naturales y, por tanto, de los fundamentos de la vida.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
