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Redacción

La nanotecnología puede aprovechar la habilidad de las cepas naturales de ADN para autoensamblarse. El profesor Alexander Heckel y su estudiante de doctorado Thorsten Schmidt, de la Universidad Goethe, han sido capaces de crear dos anillos de ADN de tan sólo 18 nanómetros de tamaño, y los han enlazado entre sí como si fueran dos eslabones de una cadena.

Esta estructura se llama catenan, un término derivado del latín catena —cadena—. Schmidt, que se casó mientras estaba trabajando en la nano-anillos, ha dicho bromeando que son probablemente los anillos de boda más pequeños del mundo.

Desde una perspectiva científica, la nueva estructura es un hito en el campo de la nanotecnología de ADN, ya que los dos anillos de catenan, a diferencia de la mayoría de nano-arquitecturas de ADN ya conseguidos, no constituyen una formación fija, sino que —dependiendo de las condiciones del medio ambiente— giran libremente. Son por lo tanto aprovechables como componentes de máquinas moleculares o de un motor molecular.

«Todavía tenemos un largo camino por recorrer antes de que las estructuras de ADN como el catenan se puedan utilizar en objetos de uso cotidiano», dice el profesor Alexander Heckel, «pero las estructuras de ADN, en un futuro próximo, se utilizarán para organizar y estudiar las proteínas u otros moléculas que son demasiado pequeñas para una manipulación directa, por medio de auto-organización. De esta manera, nano-arquitecturas de ADN podrían convertirse en una herramienta versátil para el mundo nanométrico, cuyo acceso es difícil».

En la manufactura de nanoarquitectura de ADN, los científicos toman ventaja de las reglas de emparejamiento de las cuatro bases nitrogenadas del ADN, según la cual dos cadenas de ADN naturales también pueden encontrarse unas a otras —en el ADN de nanoarquitectura el orden es la base sin significado biológico—. Una A en una línea de pares con T de la otra hebra y C es complementaria a G. El truco consiste en crear las secuencias de las hebras de ADN implicadas en tal manera que se garantice que la estructura deseada se acumula por sí sola sin la intervención directa por parte del experimentador. Si sólo determinadas partes de las cadenas utilizadas se complementan entre sí, ramas y uniones pueden crearse.

Como informan Schmidt y Heckel en la revista Nano Letters, se han creado por primera vez dos fragmentos de ADN en forma de C para el catenans. Con la ayuda de moléculas especiales que actúan como pegamento de secuencia específica para la doble hélice, organizaron la C de tal manera como para crear dos cruces, con los extremos abiertos de la C apuntando en dirección opuesta el uno del otro. El catenan fue creado mediante la adición de dos líneas que se unen a los extremos de los dos fragmentos de anillo, aún abiertas. Thorsten Schmidt dedicó la publicación del estudio a su esposa, la doctora Diana Gonçalves Schmidt, que también forma parte del grupo de trabajo de Alexander Heckel.

Ya que son mucho más pequeñas que las longitudes de onda de la luz visible, los anillos no pueden verse con un microscopio estándar. «Usted tendría que encadenar unos 4.000 anillos de esa índole para lograr el diámetro de un cabello humano», dice Thorsten Schmidt. Por lo tanto, muestra el catenans con un microscopio de barrido, que escanea los anillos que se han colocado en una superficie con una punta muy fina.

Foto de Alexander Heckel. Visto en Europa Press.