Un equipo de investigación colaborativo con sede en Japón ha diseñado nuevas proteínas que pueden autoensamblarse en las complejas estructuras subyacentes a los organismos biológicos, sentando las bases para aplicaciones de vanguardia en biotecnología.
Los investigadores crearon y desarrollaron las proteínas con una función específica y su método revela la posibilidad de que ciertas funciones de proteínas se puedan crear a pedido.
Los científicos publicaron sus resultados el 24 de abril en biología sintética , una revista revisada por pares publicada por la American Chemical Society ACS.
"Todos los organismos contienen biomoléculas autoensamblables que incluyen proteínas, ácidos nucleicos, azúcares y lípidos", escribió Ryoichi Arai en el documento que escribió. Arai es el jefe del departamento de complejos supramoleculares en el Centro de Investigación para el Dinamismo Microbiano y Fúngicoen la Universidad de Shinshu en Japón. "La capacidad de diseñar y controlar tales ensamblajes es un objetivo central de la ingeniería biomolecular, la nanobiotecnología y la biología sintética".
Arai y su equipo desarrollaron una proteína artificial simple y estable, llamada WA20, en 2012. Para 2015, los investigadores avanzaron a los Bloques de nanoconstrucción de proteínas PN-Blocks, que usan WA20 para autoensamblarse en múltiples nanoestructuras.
Los investigadores se basaron en ese éxito para desarrollar bloques de PN extensor, que unen las proteínas WA20 para producir complejos de proteínas en forma de cadena e incluso más nanoestructuras.
"El diseño y la construcción de PN-Blocks autoensamblables es una estrategia útil, son como bloques LEGO", dijo Arai, refiriéndose a los bloques de juguete de plástico que se pueden construir en estructuras muy diferentes a pesar de lo poco que individualmentevariar.
Los científicos vincularon dos proteínas WA20 en tándem ePN-Block, creando estructuras oligoméricas. Otro PN-Block sPN-Block intervino y afectó a las estructuras para que fueran diferentes y variados complejos en forma de cadena según demanda., los complejos de nanoestructura supramolecular se lograron mediante la introducción de un ion metálico, que desencadenó el proceso mediante un autoensamblaje adicional.
Los investigadores planean crear una variedad de nanoestructuras complejas estables y funcionales a través de la combinación de varios bloques PN. El potencial de los bloques PN se ha incrementado aún más ahora que más complejos pueden evolucionar con la ayuda de iones metálicos.
"Estos resultados demuestran que la estrategia PN-Block es una estrategia útil y sistemática para construir nano arquitecturas novedosas", dijo Arai, señalando que la capacidad de construir complejos nuevos es particularmente importante en biotecnología y biología sintética.
El siguiente paso es que los investigadores desarrollen más nanoestructuras para contribuir al desarrollo de nanobiomateriales, que podrían usarse como un sistema de administración de fármacos o para crear proteínas útiles para la investigación biofarmacéutica, como la vacuna artificial en un ambiente amigable con el medio ambientecamino.
Este trabajo fue apoyado por la Japan Society for the Promotion of Science y la National Science Foundation.
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Materiales proporcionados por Universidad de Shinshu . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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