La diosa griega Psique tomó prestada ayuda de las hormigas para clasificar una habitación llena de diferentes granos. Las células, por otro lado, hacen algo similar sin ayuda olímpica, ya que organizan las moléculas en fibras robustas y funcionales. Ahora los científicos pueden verse a sí mismos-los fenómenos de clasificación ocurren en tiempo real con moléculas artificiales.
El logro, reportado en Química de la naturaleza , aclara cómo dos tipos diferentes de nanofibras se clasifican en estructuras organizadas en condiciones artificiales.
"Las estructuras celulares básicas, como los filamentos de actina, surgen a través de la autoclasificación autónoma de moléculas individuales, a pesar de que una gran variedad de proteínas y moléculas pequeñas están presentes dentro de la célula", dice el autor principal Hajime Shigemitsu, investigadoren el laboratorio de Itaru Hamachi en la Universidad de Kyoto.
"Imagine una caja llena de una variedad de bloques de construcción: es como si el mismo tipo de bloques comenzara a clasificarse en paquetes limpios por sí solos. En las células vivas, tales fenómenos siempre ocurren, permitiendo un autoensamblaje preciso de proteínas, que es esencial para las funciones celulares "
"Si somos capaces de controlar la autoclasificación con moléculas artificiales, podemos trabajar para desarrollar biomiméticos inteligentes de próxima generación que posean la flexibilidad y diversidad de funciones que existen en una célula viva".
El coautor del estudio, Ryou Kubota, explica que los estudios previos ya han hecho que las moléculas artificiales se conviertan en fibras, pero solo cuando había un tipo de molécula alrededor. Tener una mezcla de tipos, por otro lado, confundía las moléculas.
"La dificultad para inducir el autoensamblaje con moléculas artificiales es que no reconocen el mismo tipo de molécula, a diferencia de las moléculas en el mundo natural. Los diferentes tipos de moléculas artificiales interactúan entre sí y forman un grupo sin clasificar".
A partir de una base de datos de análisis estructurales, Hamachi y sus colegas descubrieron una combinación de nanofibras, a saber, un hidrogelador a base de péptidos y a base de lípidos, que produciría fibras clasificadas sin mezclarlas con las otras. Luego las ataron con sondas fluorescentes; con un tipo de microscopio típicamente utilizado en imágenes celulares, el equipo pudo observar directamente y en tiempo real cómo se clasificaban las moléculas artificiales.
"En última instancia, este hallazgo podría ayudar a desarrollar nuevos materiales que respondan dinámicamente a diferentes entornos y estímulos", elabora Hamachi. "Esta idea no solo es útil para la ciencia de los materiales, sino que también puede proporcionar pistas útiles para comprender la autoorganización en las células."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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