Robótica e IA física
Pequeño robot construido enteramente con ADN
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Un pequeño robot fue construido enteramente con ADN por científicos del Inserm, CNRS y la Universidad de Montpellier en el Centro de Biología Estructural de Montpellier. El nano-robot podría conducir a un estudio más cercano de las fuerzas mecánicas aplicadas a niveles microscópicos, que son importantes para varios procesos biológicos y patológicos.
El estudio se publicó en Nature Communications.
Sensibilidad mecanosensorial celular
Nuestras células enfrentan 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 sensibilidad mecanosensorial celular está involucrada en varias enfermedades donde las células afectadas migran dentro del cuerpo rodeando y adaptándose a las propiedades mecánicas de su microentorno. Esta adaptación solo es posible porque fuerzas específicas son detectadas por mecanorreceptores, que transmiten la información al citoesqueleto de la célula.
Nuestro conocimiento actual de los mecanismos moleculares involucrados en la sensibilidad mecanosensorial celular es muy limitado, por lo que el equipo de investigación liderado por el investigador del Inserm Gaëtan Bellot en el Centro de Biología Estructural (Inserm/CNRS/Universidad de Montpellier) decidió utilizar un método alternativo denominado método de origami de ADN.
Método de origami de ADN
El método de origami de ADN permite la autoensamblaje de nanoestructuras tridimensionales 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 consiste en tres estructuras de origami de ADN. Es compatible con el tamaño de una célula humana, y por primera vez, hace posible aplicar y controlar una fuerza con una resolución de 1 piconewton, que es una billonésima de un newton. Un newton se puede comparar con la fuerza de un dedo que hace clic en un bolígrafo.
El nuevo desarrollo es la primera vez que un objeto basado en ADN y autoensamblado hecho por humanos puede aplicar fuerza con este nivel de precisión.
El equipo acopló el robot con una molécula que reconoce un mecanorreceptor, lo que hizo posible dirigir el robot a algunas de nuestras células. También pudieron aplicar fuerzas específicas a mecanorreceptores dirigidos localizados en la superficie de las células para activarlos.
La herramienta podría ser muy valiosa para la investigación básica. Puede ayudar a los expertos a comprender mejor los mecanismos moleculares involucrados en la sensibilidad mecanosensorial celular, así como conducir al descubrimiento de nuevos receptores celulares sensibles a fuerzas mecánicas.
“El diseño de un robot que permite la aplicación in vitro e in vivo de fuerzas de piconewtones satisface una creciente demanda en la comunidad científica y representa un importante avance tecnológico. Sin embargo, la biocompatibilidad del robot puede considerarse una ventaja para las aplicaciones in vivo, pero también puede representar una debilidad con sensibilidad a enzimas que pueden degradar el ADN. Así que nuestro próximo 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.
