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FP6

ACTIVE BIOMICS — Resultado resumido

Project ID: 516989
Financiado con arreglo a: FP6-NMP
País: Alemania

Estudio de motores moleculares

Un grupo de investigadores financiado por la Unión Europea ha estudiado las «vías» intracelulares y el mecanismo mediante el cual interactúan con los motores moleculares para transportar moléculas. Entre las posibles aplicaciones de los motores biológicos están la medicina y la fabricación a nanoescala.
Estudio de motores moleculares
A menudo las células se modelizan como pequeñas fábricas con numerosos departamentos (orgánulos) responsables de funciones específicas. El traslado de «cargas» (normalmente moléculas basadas en proteínas) dentro del medio intracelular, de un departamento a otro o hacia la membrana celular para su inserción o «expulsión», se realiza frecuentemente mediante transportadores moleculares.

Una molécula que actúa como motor molecular se enlaza con la molécula que se va a transportar y también con los elementos estructurales de la célula que actúan de forma muy parecida a las vías de un ferrocarril. Mediante el enlace y la rotura de enlaces con estas vías, la carga se desplaza de forma dependiente de la energía.

Los sistemas de distribución celular son las «vías del tren» de filamentos de actina, junto con motores de miosina (el sistema de contracción muscular) o microtúbulos con motores de kinesina o dineína.

Un grupo de investigadores europeos inició el proyecto Active Biomics («Sistemas biomiméticos activos») con el fin de estudiar dos tipos de máquinas moleculares: filamentos crecientes que generan una fuerza de empuje y motores paso a paso que generan una fuerza de arrastre.

El objetivo era entender los mecanismos de autoensamblaje y generación de fuerzas en ambos sistemas y, de este modo, poder desarrollar y controlar la actividad de motores biomiméticos (que imitan los procesos biológicos).

El trabajo experimental proporcionó información sobre los mecanismos moleculares subyacentes en la generación de fuerzas por parte de haces gruesos de filamentos de actina, así como los mecanismos moleculares responsables de su motilidad. Se desarrollaron distintos sistemas biomiméticos de actina-miosina a escala nanométrica, un paso importante hacia el desarrollo de «nanomúsculos».

La modelización molecular complementada por la investigación experimental sirvió para elucidar aspectos importantes del mecanismo y los dominios de enlace molecular entre el motor de kinesina y los microtúbulos. Los investigadores también estudiaron el comportamiento de la kinesina cuando se inmoviliza sobre una superficie estructurada, lo cual es importante para una posible construcción de un motor biomimético.

El proyecto Active Biomics desarrolló nuevos ensayos y técnicas experimentales, así como modelos teóricos de los llamados motores moleculares. Los resultados facilitaron la elucidación de los mecanismos y las entidades estructurales implicados en la generación de fuerzas.

La posibilidad de disponer de motores biomiméticos en el mercado podría tener un efecto importante sobre la bioingeniería de músculos artificiales, los dispositivos de ordenación médicos y la administración activa de fármacos, además del desarrollo de la fabricación a nanoescala.

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