Skip to content

Una sustancia quĂ­mica comĂșn podrĂ­a ser la clave para construir nanomateriales de ADN de triple cadena

Una sustancia quĂ­mica comĂșn podrĂ­a ser la clave para construir nanomateriales de ADN de triple cadena

Un químico que protege el cloro de las piscinas de la luz solar puede ayudar a crear nanomateriales construidos a partir del ADN. Buda Mendes / Getty Images

El ácido cianúrico es uno de los muchos productos químicos de los que nunca ha oído hablar y que realizan tareas mundanas pero útiles para hacer posible nuestro estilo de vida moderno. En el caso de este químico, también conocido como CYA, su tarea diaria es prevenir el cloro destructor de gérmenes de las piscinas por los rayos ultravioleta del sol. Todo lo que necesita para mantener su piscina saludable y segura es una concentración muy pequeña de CYA, no más de 60-80 partes por millón. Probablemente ni siquiera se dé cuenta de que lo está poniendo en agua, ya que muchos tratamientos en polvo, tabletas y cloro incluyen CYA en la mezcla.

Pero ahora los investigadores de la Universidad McGill en Canadá pueden haber encontrado un uso exótico y avanzado para CYA, que de repente podría convertirlo en una sustancia química mucho más importante. En un artículo reciente de la revista Nature Chemistry, los científicos detallan cómo se puede usar CYA para hacer que el ácido desoxirribonucleico o ADN, la enorme molécula que almacena información genética en nuestras células, forme una triple hélice, una estructura radicalmente diferente a la del ADN. . doble hélice habitual.

Anuncio

Este desarrollo puede ser enorme, de una manera increíblemente pequeña. Esto podría permitir a los investigadores crear nuevos tipos de conjuntos de ADN, incluidos los que incorporan nuevas letras al alfabeto genético, y crear otros con nuevas propiedades. Estos nanomateriales de ADN podrían usarse para hacer de todo, desde tejidos humanos sintéticos hasta pequeños dispositivos para administrar medicamentos dentro del cuerpo.

Ancho completo

La unión de hebras cortas de ADN utilizando la pequeña molécula de ácido cianúrico (CYA) conduce a la formación de un patrón de roseta única y una estructura de triple hélice.

Nicole Avakyan

Hanadi Sleiman, un nanocientífico de ADN de McGill y autor principal del estudio, dice que el nuevo proceso se puede usar con otras sustancias químicas de tamaño molecular similar al CYA.

“Esta es la primera vez que una molécula pequeña induce el ensamblaje de cadenas de ADN en nuevo material utilizando enlaces de hidrógeno”, dijo por correo electrónico. “Usando el principio que hemos presentado en este artículo, podemos usar muchas otras moléculas pequeñas para inducir al ADN a formar una variedad de nuevos biomateriales”.

Steven Maguire, un investigador del programa de investigación SNO + de la Universidad de Queens que no participó en el estudio, explica: “Al construir secciones personalizadas de ADN, los investigadores pueden programarlas para construir estructuras muy pequeñas, tal como se usa el ADN … para construir proteínas en células vivas “.

Según Maguire, el proceso desarrollado por el equipo de Sleiman proporciona la solución a uno de los mayores problemas de la industria emergente. “Las limitaciones de los materiales que no son de ADN de hoy en día son que no se conectan, es como intentar construir algo con Tinkertoys, pero con conectores de solo 180 grados”, dice. “El uso de este nuevo método de ‘estrella’ le permite construir en diferentes direcciones en lugar de solo líneas rectas, y permite a los investigadores construir estructuras cada vez más variadas.

El nuevo juicio duró ocho años. Todo comenzó cuando Sleiman les dijo a otros científicos en su laboratorio que CYA podría ser una buena sustancia química para experimentar, ya que la molécula tiene tres lados con las mismas características de unión que la timina, la T en el alfabeto del ADN que también incluye adenina, guanina y citosina. (A, G y C, respectivamente).

“Mi alumno Faisal Aldaye experimentó en ese momento y regresó diciéndome que había observado fibras muy largas y abundantes usando microscopía de fuerza atómica”, explica Sleiman. “Sin embargo, se necesitaron ocho años y la participación de tres estudiantes de doctorado, un becario postdoctoral y un colaborador de Queen’s University para comprender finalmente la estructura interna de estas fibras. Resulta que las fibras están formadas por triples. Hélices de poliadenina. Y cada nivel dentro de la hélice es una roseta hexamétrica en forma de flor de unidades de adenina y ácido cianúrico. Este es el tiempo más largo que se tardó en publicar un artículo sobre el descubrimiento inicial. “

Otra razón por la que CYA es prometedor para la construcción de nanoestructuras de ADN es porque es económico y no tóxico. Rigoberto Advincula, profesor del departamento de ciencia e ingeniería macromolecular de la Universidad Case Western Reserve, también elogió el nuevo proceso como “un importante paso adelante”. Dice por correo electrónico que, entre otras cosas, las estructuras de nanofibras creadas por el proceso se pueden utilizar para diseñar tejidos que sean más biocompatibles con la persona que los recibiría durante un trasplante.

Anuncio