Robótica
Pequeño robot construido enteramente a partir de ADN
Científicos del Inserm, el CNRS y la Université de Montpellier en el Centro de Biología Estructural de Montpellier construyeron un pequeño robot completamente a partir de ADN. El nano-robot podría conducir a un estudio más detallado de las fuerzas mecánicas aplicadas a niveles microscópicos, que son importantes para varios procesos biológicos y patológicos.
El estudio fue publicado en Nature Communications.
Mecanosensibilidad celular
Nuestras células se enfrentan a fuerzas mecánicas que se ejercen a escala microscópica, y estas fuerzas desencadenan señales biológicas que son esenciales para muchos procesos celulares responsables del funcionamiento normal de nuestro cuerpo o del desarrollo de ciertas enfermedades.
La disfunción de la mecanosensibilidad celular está implicada en diversas enfermedades en las que las células afectadas migran dentro del cuerpo rodeándose y adaptándose a las propiedades mecánicas de su microentorno. Esta adaptación solo es posible porque los mecanorreceptores detectan fuerzas específicas, que transmiten la información al citoesqueleto celular.
Nuestro conocimiento actual de los mecanismos moleculares involucrados en la mecanosensibilidad celular es muy limitado, por lo que el equipo de investigación dirigido por el investigador del Inserm Gaëtan Bellot en el Centro de Biología Estructural (Inserm/CNRS/Université de Montpellier) decidió utilizar un método alternativo denominado ADN método de origami.
Método de origami de ADN
El método de origami de ADN permite el autoensamblaje de nanoestructuras 3D en una forma predefinida utilizando la molécula de ADN como material de construcción. La técnica ha sido responsable de importantes avances en el campo de la nanotecnología.
El equipo utilizó el método para diseñar un "nano-robot" que consta de tres estructuras de origami de ADN. Es compatible con el tamaño de una célula humana y, por primera vez, permite aplicar y controlar una fuerza con una resolución de 1 piconewton, que es la billonésima parte de un Newton. Un Newton se puede comparar con la fuerza de un dedo haciendo clic en un bolígrafo.
El nuevo desarrollo es la primera vez que un objeto basado en ADN hecho por humanos y autoensamblado puede aplicar fuerza con este nivel de precisión.
El equipo acopló al robot con una molécula que reconoce un mecanorreceptor, lo que hizo posible dirigir el robot a algunas de nuestras células. También podrían aplicar fuerzas específicamente a los mecanorreceptores localizados en la superficie de las células para activarlos.
La herramienta podría resultar muy valiosa para la investigación básica. Puede ayudar a los expertos a comprender mejor los mecanismos moleculares implicados en la mecanosensibilidad celular, así como conducir al descubrimiento de nuevos receptores celulares sensibles a las fuerzas mecánicas.
“El diseño de un robot que permita la aplicación in vitro e in vivo de fuerzas de piconewton responde a una creciente demanda en la comunidad científica y representa un gran avance tecnológico. Sin embargo, la biocompatibilidad del robot puede considerarse una ventaja para las aplicaciones in vivo, pero también puede representar una debilidad con la sensibilidad a las enzimas que pueden degradar el ADN. Así que nuestro siguiente paso será estudiar cómo podemos modificar la superficie del robot para que sea menos sensible a la acción de las enzimas. También intentaremos encontrar otros modos de activación de nuestro robot utilizando, por ejemplo, un campo magnético”, dice Bellot.
