Una nueva técnica permite colocar con alta precisión una proteína en un punto concreto
El método, que emplea tecnología patentada por el CSIC, podría utilizarse para el desarrollo de fármacos inteligentes o potentes sistemas informáticos de almacenamiento
¿Cómo colocar en un punto exacto algo tan pequeño como una proteína, cuya superficie apenas alcanza la millonésima parte de un centímetro? Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha diseñado un método que permite situar proteínas de forma ordenada en una superficie macroscópica, de varios centímetros cuadrados, con una precisión de 10 nanómetros, es decir, una resolución comparable al tamaño de las propias proteínas colocadas. El método, que ha merecido la portada del último número de la revista Advanced Materials, es altamente reproducible y tiene un coste bajo. La innovación podría aplicarse en sectores como la medicina, mediante el desarrollo de medicamentos inteligentes, o en la informática, con nuevos sistemas para almacenar información a elevadas densidades.
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”
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.
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