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FP6

SANTS — Resultado resumido

Project ID: 33254
Financiado con arreglo a: FP6-NMP

Las algas sirven de fuente de inspiración para biosensores comerciales

Es frecuente que los científicos recurran a la naturaleza para comprender procesos importantes que puedan ser útiles a la industria y a la sociedad y luego imitarlos. Un equipo de investigadores financiado con fondos de la Unión Europea ha desarrollado nuevos materiales para la fabricación de biosensores y procesos biocatalíticos basados en los mecanismos naturales de un tipo de algas unicelulares, las diatomeas, con potencial para repercutir positivamente en las ciencias químicas, ambientales y médicas, entre otras.
Las algas sirven de fuente de inspiración para biosensores comerciales
La llegada de la nanotecnología y el interés por los sistemas de ingeniería que funcionan en la escala atómica han convertido los procesos naturales de los organismos vivos en una fuente de información de primer orden sobre cuestiones que van desde el autoensamblado hasta los mecanismos de detección o los procesos catalíticos.

El proyecto SANTS («Síntesis y aplicación nanotecnológica de los silicatos encadenados ["tethered silicates"]») combinó todos los temas antes mencionados en un estudio destinado a reproducir y modificar los mecanismos naturales de las algas unicelulares en cadenas de sílice autoensambladas capaces de capturar enzimas que se puedan utilizar en procesos de biocatálisis y en biosensores.

Los biosilicatos capturan e inmovilizan enzimas con una eficiencia notablemente superior a la que se obtiene con los procedimientos de laboratorio convencionales y, además, estabilizan y protegen las enzimas inmovilizadas. Así pues, este proceso es particularmente interesante para los científicos que tratan de aplicar dichos mecanismos a la nanofabricación de interés industrial.

Las diatomeas, un importante grupo de algas, poseen esqueletos de sílice que se forman gracias a la actividad de las silafinas, unas proteínas muy estructuradas formadas por secuencias repetitivas que contienen grupos fosfato y que actúan como moldes para la precipitación de nanoesferas de sílice. Dicha actividad de precipitación de la sílice puede ser imitada por péptidos sintéticos formados por dichas secuencias repetitivas, siempre y cuando se añada fosfato a la mezcla, o por otros péptidos miméticos.

Los investigadores del proyecto SANTS se basaron en conocimientos previos sobre la producción de partículas de nanosilicatos utilizando el péptido R5. Una vez localizados los proveedores fiables de las formas puras y modificadas de los péptidos R5, los socios del proyecto realizaron estudios estructurales y funcionales sobre los mismos. Esto les permitió caracterizar completamente los efectos de las diferentes estructuras de péptidos R5, tanto en lo referente a la formación de nanopartículas como en la silicación de superficies. Además, lograron emplear con éxito los métodos establecidos para atrapar toda una serie de enzimas importantes que incluyen la acetilcolinesterasa y las lipasas.

Por último, el equipo del proyecto demostró la utilidad de los materiales desarrollados en la producción de matrices de biocatálisis y biosensores. También llegaron a desarrollar protocolos de fabricación que permiten la deposición fiable y reproducible de superficies nanoestructuradas.

Gracias al proyecto SANTS se han desarrollado nuevos materiales moleculares y métodos de fabricación de biosensores y procesos sintéticos biocatalíticos. Los resultados pueden tener repercusiones importantes en la sociedad, al facilitar el desarrollo de nuevos sensores para su utilización en aplicaciones industriales, medioambientales y sanitarias, así como de nuevos biocatalizadores estables y eficientes que apoyen la política de la Unión Europea en favor de una industria química ecológica.

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