Los investigadores de una colaboración internacional han logrado crear una "jaula de proteínas", una estructura a nanoescala que podría usarse para administrar medicamentos en lugares específicos del cuerpo, que puede ensamblarse y desmontarse fácilmente, pero que también es extremadamente duradera,soportaron la ebullición y otras condiciones extremas. Lo hicieron explorando geometrías que no se encuentran en la naturaleza, pero que recuerdan las "geometrías paradójicas" que se encuentran en el arte islámico.
Los jugadores de juegos de rol, al menos aquellos que jugaron antes de la era digital, son conscientes de que existen restricciones que rigen la forma de los dados; intenta hacer un dado de seis lados reemplazando las caras cuadradas con triángulos y serásse quedó con algo horriblemente distorsionado y ciertamente no justo. Esto se debe a que existen reglas geométricas estrictas que rigen el ensamblaje de estos llamados isoedros. También en la naturaleza, las estructuras isoédricas se encuentran a nivel nano. Usualmente están hechas de muchas subunidades de proteínas y tienenEn un interior hueco, estas jaulas de proteínas llevan a cabo muchas tareas importantes. Los ejemplos más famosos son los virus en los que la jaula de proteínas actúa como portadora de material genético viral en las células huésped.
Los biólogos sintéticos, por su parte, están interesados en hacer jaulas de proteínas artificiales con la esperanza de impartirles propiedades útiles y novedosas. Hay dos desafíos para lograr este objetivo. El primero es el problema de la geometría: algunas proteínas candidatas pueden tenerGran utilidad potencial, pero se descartan automáticamente porque tienen la forma incorrecta de ensamblarse en jaulas. El segundo problema es la complejidad: la mayoría de las interacciones proteína-proteína están mediadas a través de redes complejas de enlaces químicos débiles que son muy difíciles de diseñar desde cero.
La nueva investigación comenzó en la Unidad de Investigación de la Iniciativa Heddle en RIKEN en Japón y se trasladó al Centro de Biotecnología Malopolska, Universidad Jagiellonian en Polonia. En ella, los investigadores encontraron una manera de resolver ambos problemas. "Pudimos reemplazar las complejas interacciones entreproteínas con 'grapas' simples basadas en la coordinación de átomos de oro individuales ", explica el profesor Jonathan Heddle, autor principal de la investigación." Esto simplifica el problema de diseño y nos permite imbuir a las jaulas con nuevas propiedades como el ensamblaje y el desmontaje endemanda."
La investigación también ha encontrado una forma de sortear el problema geométrico: "Los componentes básicos de nuestra jaula de proteínas son anillos de 11 miembros", dice Ali Malay, el primer autor del artículo, que actualmente se encuentra en el Centro RIKEN paraCiencia de los recursos sostenibles ". Desde el punto de vista matemático, se debería prohibir que tales formas formen poliedros simétricos". Sin embargo, los investigadores descubrieron que debido a la flexibilidad inherente, los complejos de proteínas pueden lograr construcciones sin precedentes basadas en coincidencias geométricas casi perfectas. "Previamente proteínas que fueron ignoradasporque tenían la forma 'incorrecta' ahora se puede considerar ", dice Malay.
Las implicaciones del trabajo son de largo alcance. "Lo que, junto con nuestros colaboradores hemos encontrado, es simplemente el primer paso", dice Heddle, quien espera que el trabajo se pueda ampliar aún más para producir jaulas con nuevas estructuras y nuevascapacidades y también investigado para posibles aplicaciones, particularmente en la entrega de medicamentos.
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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