Cómo las diversas formas del ADN pueden revolucionar la nanotecnología, según un estudio de Nature

En los últimos años, la nanotecnología de ADN ha evolucionado rápidamente, revelando la notable capacidad de sus moléculas para plegarse en estructuras tridimensionales intrincadas y programables. Estas formas, conocidas como origami de ADN, han despertado un inmenso interés debido a su potencial para revolucionar varios dominios científicos y tecnológicos.

Es que al aprovechar las propiedades inherentes de emparejamiento de bases del ADN, los investigadores han utilizado sus capacidades de plegado para construir dispositivos a nanoescala, sistemas de administración de medicamentos, y biosensores, entre otros desarrollos.

Ahora, un nuevo estudio tuvo como objetivo explorar la amplia gama de funciones que el ADN puede lograr doblándose en formas complejas, lo que arroja luz sobre las perspectivas para el futuro de su nanotecnología. A través de un análisis exhaustivo de los avances recientes, se destacó el potencial del origami de ADN como una plataforma versátil para diseñar e implementar soluciones innovadoras en múltiples disciplinas.

Investigaciones recientes realizadas por científicos de Weill Cornell Medicine y el Instituto Nacional del Corazón, Pulmón y la Sangre, afiliado a los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, han demostrado que el ADN puede imitar las funciones de las proteínas mediante la adopción de estructuras intrincadas y tridimensionales.

El estudio, publicado en Nature, usó técnicas avanzadas de imagen para dar a conocer la arquitectura detallada de una molécula de ADN diseñada a medida que emula las características de la proteína fluorescente verde (GFP), originalmente derivada de las medusas y ampliamente utilizada como marcador fluorescente en las investigaciones de laboratorio.

Los hallazgos representan un avance significativo en la comprensión de las capacidades de plegado del ADN y sientan las bases para la construcción de moléculas complejas con aplicaciones versátiles en entornos de laboratorio y clínicos. En particular, el desarrollo de etiquetas fluorescentes de ADN que se asemejan al GFP podrían servir como herramientas altamente efectivas para etiquetar segmentos específicos de ADN en estudios biológicos y kits de pruebas de diagnóstico, ofreciendo una alternativa rentable para estas aplicaciones.

El ADN, que normalmente se encuentra en una forma helicoidal estable de doble cadena, funciona principalmente como un repositorio de información genética en organismos vivos. Al mismo tiempo, otras moléculas, en particular las proteínas, llevan a cabo procesos celulares complejos.

Sin embargo, este descubrimiento reciente del Sammie R. Jaffrey del Departamento de Farmacología de la Universidad de Cornell en Estados Unidos y su equipo introdujeron una molécula de ADN de una sola hebra llamada “milk” que puede imitar el comportamiento de la proteína fluorescente verde (GFP). La lechuga puede inducir la fluorescencia al unirse a una pequeña molécula orgánica conocida como fluoróforo, similar a GFP, a través de un mecanismo de compresión.

En una aplicación notable, los investigadores demostraron la combinación de lechuga y fluoróforos como una herramienta de detección rápida del SARS-CoV-2. Para ello, Jaffrey y su equipo colaboraron con el docto Adrián R. Ferré-D’Amaré, investigador principal del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI), para desentrañar la estructura responsable de las habilidades únicas de la lechuga.

Se prevé que el descubrimiento acelere el desarrollo de moléculas de ADN fluorescentes, incluida la lechuga, para aplicaciones como el diagnóstico rápido y otros usos científicos en los que es deseable una etiqueta fluorescente basada en ADN. Jaffrey hizo hincapié en la importancia de tales estudios “para avanzar en la creación de nuevas herramientas basadas en el ADN. Se espera que más estudios y avances en este campo contribuyan a la creación de nuevas herramientas basadas en él para diversas aplicaciones en el futuro”, concluyó.

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