¿Dónde quiere que le coloque la proteína?
El trabajo ha sido dirigido por el investigador del CSIC Ricardo García, del Instituto de Microelectrónica de Madrid (CSIC), en colaboración con científicos de la Universidad de Valencia. La técnica que han creado emplea dos tecnologías: una desarrollada por el propio equipo, la nanolitografía de microscopía de fuerzas; y la técnica de nanoimpresión. Parte del proceso ya ha sido patentado por el CSIC.
“Para colocar una proteína en un punto preciso, controlamos las interacciones electroestáticas que existen entre las moléculas, que pueden ser atractivas o repulsivas. Con esa información, se realizan patrones mediante técnicas de nanolitografía con una precisión de unos pocos nanómetros”, explica García.
Para el diseño de la técnica, el equipo ha trabajado con la ferritina, una proteína que todos los mamíferos utilizan para almacenar el hierro en el organismo y liberarlo cuando es preciso. “Nos decidimos a utilizar esta proteína ya que su estructura, en forma de nuez, es fácilmente manipulable y su núcleo, compuesto por óxido de hierro, puede sustituirse por otros múltiples materiales. No obstante, el método es aplicable a cualquier tipo de proteína”, aclara el investigador del CSIC.Los ensayos practicados con ferritinas, con un tamaño de 12 nanómetros, permitieron colocarlas en una superficie con una resolución de 10 nanómetros. “El reto es situar en un punto previamente determinado de una superficie visible al ojo humano [de uno o varios centímetros cuadrados] una proteína de una masa un billón de veces menor”.
Cambio conceptual en nanotecnología
La investigación combina los dos procesos con los que se puede abordar la construcción de un material a escala nanométrica, el top-down y el bottom-up, lo cual representa un cambio conceptual en esta clasificación metodológica, ya tradicional en nanotecnología.
García amplia esta idea: “Para desarrollar un material mediante nanotecnología se puede partir de un elemento macroscópico, como una oblea de silicio visible al ojo humano, y empezar a tallar de la misma manera que hace un escultor con un pedazo de mármol. Esta es la técnica top down. En contraposición, si el material nanotecnológico se crea a partir de la combinación de átomos o moléculas es bottom up”.
En teoría, el empleo de una técnica excluye a la otra pero García y su equipo han sabido combinar ambos procesos. De un lado, se sirven de técnicas top down para controlar especialmente la localización de las fuerzas electroestáticas y, de otro, emplean técnicas bottom up al dejar que las moléculas se ordenen por sí mismas una vez han sido alteradas las cargas.
La UGR libera un programa de herramientas para proteínas
Por otro lado, la Universidad de Granada libera un programa de aplicación en investigación biomédica. El programa MSVNS4MaxCMO, creado por Juan R. González y David A. Pelta, del departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la UGR, permite comparar la estructura de dos proteínas utilizando un método de superposición de mapas de contacto y es el resultado de la investigación de los autores, publicada en revistas de prestigio como BMC Bioinformatics: David A. Pelta, Juan R. González y Marcos Moreno Vega. A simple and fast heuristic for protein structure comparison. BMC Bioinformatics 2008, 9:161.
MSVNS4MaxCMO ha estado disponible durante cierto tiempo en el servidor ProCKSI que permite aplicar diferentes herramientas a las proteínas, y desde ahora está también disponible su código fuente para toda la comunidad científica en la siguiente dirección: https://forja.rediris.es/projects/msvns4maxcmo/
La liberación de este programa, que incluye el código completo usado para obtener los resultados publicados en el trabajo, permitirá que la investigación sea fácilmente reproducible en cualquier lugar del mundo, y además una transferencia más eficiente de conocimiento hacia otras universidades y empresas de un sector tan importante como la bioinformática.
