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Una técnica «de tipo Lego» aporta información sobre el transporte de ADN a través de nanoporos

Unos investigadores demuestran cómo cambia la velocidad de un polímero de ADN al atravesar un agujero nanométrico, lo que posibilitará la mejora de los sensores de nanoporos.

Investigación fundamental

Cuando hablamos de polímeros, la mayoría de nosotros piensa en el poliéster, tan presente en nuestra ropa, el polietileno para los envases alimentarios o el teflón que se emplea en los utensilios de cocina antiadherentes. Sin embargo, también hay polímeros en la naturaleza: en la celulosa, las proteínas e, incluso, el ADN. Los polímeros son moléculas grandes compuestas por largas cadenas de moléculas más pequeñas. Al ser transportados hacia el interior de las células o entre ellas, los polímeros como el ADN deben atravesar poros nanométricos, o nanoporos. El transporte de polímeros no solo respalda muchos procesos biológicos, sino que también es la base de una amplia gama de tecnologías de detección empleadas para la detección y secuenciación de moléculas individuales de ADN. Los investigadores respaldados parcialmente por el proyecto DesignerPores, financiado con fondos europeos, han desarrollado una nueva técnica para cuantificar cómo cambia la velocidad del ADN al atravesar un nanoporo. Su estudio se ha publicado en la revista «Nature Physics». Esta técnica, denominada «de tipo Lego» en una noticia publicada en «Phys.org», implica «el ensamblaje de moléculas de ADN con protuberancias en ubicaciones específicas en toda su longitud». El equipo de investigación pasó las moléculas a través de un nanoporo y observó cómo cambiaba el patrón del flujo de iones. Esto les permitió analizar de forma precisa cómo cambiaba la velocidad del ADN durante el proceso. Los resultados desvelaron dos etapas de comportamiento: primero, el ADN redujo su velocidad mientras atravesaba el nanoagujero, aunque luego aceleró al acercarse al final del proceso. Las simulaciones indicaron que el comportamiento del ADN cambió a medida que se modificaba la fricción entre el polímero y el líquido de alrededor.

Mejorar los sensores de nanoporos

«Nuestro método de ensamblaje de tipo Lego para marcadores de ADN molecular ha aportado nueva información sobre el proceso de hilado de polímeros a través de agujeros increíblemente pequeños, con un tamaño de tan solo unos pocos nanómetros», destacó el autor de correspondencia, el doctor Nicholas Bell, del laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, entidad anfitriona del proyecto DesignerPores. «La combinación de experimentos y simulaciones ha desvelado una visión exhaustiva de la física subyacente a este proceso y permitirá el desarrollo de biosensores basados en nanoporos. Ser capaces de determinar y comprender estos procesos moleculares de manera tan detallada resulta muy emocionante». Según el doctor Kaikai Chen, autor principal del estudio y también perteneciente al laboratorio Cavendish: «Estos resultados permitirán mejorar la precisión de los sensores de nanoporos en sus diversas aplicaciones; por ejemplo, para localizar secuencias específicas en el ADN con precisión nanométrica o detectar enfermedades de forma temprana gracias a la identificación de ARN objetivo». Además, el doctor Chen explicó: «Su resolución superior para el análisis de moléculas que atraviesan nanoporos permitirá descodificar la información digital almacenada en el ADN con una tasa de errores baja. Estamos examinando y mejorando la utilidad de los sensores de nanoporos para estas aplicaciones». El equipo de investigación también estaba compuesto por científicos de la Universidad de Massachusetts (Estados Unidos). El proyecto DesignerPores (Understanding and Designing Novel NanoPores), que tuvo una duración de 6 años, finalizó en junio de 2021. Para más información, consulte: Proyecto DesignerPores

Palabras clave

DesignerPores, ADN, polímero, nanoporo, molécula, sensores

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