Las proteínas ahora se han diseñado en el laboratorio para juntarse de la misma manera que las moléculas de ADN se unen para formar una doble hélice. La técnica, cuyo desarrollo fue dirigido por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, podría permitir el diseño deproteínas nanomáquinas que potencialmente pueden ayudar a diagnosticar y tratar enfermedades, permiten la ingeniería más exacta de las células y realizan una amplia variedad de otras tareas.
"Para que cualquier máquina funcione, sus partes deben unirse con precisión", dijo Zibo Chen, autor principal del artículo y estudiante de posgrado en bioquímica de la UW. "Esta técnica hace posible que usted pueda diseñar proteínas para que se unanexactamente como quieres que lo hagan "
La investigación se realizó en el Instituto de Diseño de Proteínas de UW Medicine, dirigida por David Baker, profesor de bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. Los investigadores informan sus hallazgos en la edición del 19 de diciembre deel periódico Naturaleza .
En el pasado, los investigadores interesados en diseñar nanomáquinas biomoleculares a menudo usaban el ADN como un componente principal. Esto se debe a que las cadenas de ADN se unen y forman enlaces de hidrógeno para crear la doble hélice del ADN, pero solo si sus secuencias son complementarias.
El equipo desarrolló nuevos algoritmos de diseño de proteínas que producen proteínas complementarias que se emparejan con precisión utilizando el mismo lenguaje químico del ADN.
"Este es el primer avance de su tipo", dijo Chen. "Lo que estamos haciendo es diseñar computacionalmente estas redes de enlaces de hidrógeno para que cada par de proteínas tenga una secuencia complementaria única. Solo hay una forma deellos se unen y no reaccionan de forma cruzada con proteínas de otros pares ".
"Diseñar células para realizar nuevas tareas es el futuro de la medicina y la biotecnología, ya sea que se trate de diseñar bacterias para producir energía o limpiar desechos tóxicos o crear células inmunes que ataquen los cánceres", dijo Scott Boyken, otro autor del artículo e investigador postdoctoralen el Instituto de Diseño de Proteínas. "Esta técnica proporciona a los científicos una forma precisa y programable de controlar cómo interactúan las máquinas de proteínas, un paso clave para lograr estas nuevas tareas. Hemos abierto una puerta importante al diseño de nanomateriales de proteínas".
En su estudio, los investigadores utilizaron un programa de computadora desarrollado en el laboratorio de Baker llamado Rosetta. El programa aprovecha el hecho de que la forma que asumirá una cadena de aminoácidos es impulsada por las fuerzas de atracción y repulsión entre los aminoácidos decadena y el fluido en el que se sumerge la cadena. Al calcular la forma que equilibra mejor estas fuerzas para que la cadena alcance su nivel de energía general más bajo, el programa puede predecir la forma que probablemente tomará una cadena de aminoácidos dada.
Este trabajo se realizó en colaboración con investigadores dirigidos por Vicki Wysocki en la Universidad Estatal de Ohio y por Nikolaos Sgourakis en la Universidad de California, Santa Cruz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :