Un robot molecular responde a señales de ADN como un ser vivo

Científicos japoneses han desarrollado un robot molecular compuesto de biomoléculas, como ADN y proteínas, integrando máquinas moleculares en una membrana celular artificial.

El dispositivo, obra de científicos de la Universidad de Tohoku y el Advanced Institute of Science and Technology de Japón, puede iniciar y detener su función de cambio de forma en respuesta a una señal de ADN específica.

Esta es la primera vez que un sistema robótico molecular ha sido capaz de reconocer señales y controlar su función de cambio de forma. "Lo que esto significa es que los robots moleculares podrían, en un futuro próximo, funcionar de una manera similar a los organismos vivos", afirma el estudio, publicado en Science Robotics.

Usando biomoléculas sofisticadas como el ADN y las proteínas, los organismos vivos desempeñan funciones importantes. Por ejemplo, los glóbulos blancos pueden perseguir las bacterias mediante la detección de señales químicas y la migración hacia el objetivo.

En el campo de la química y la biología sintética, las tecnologías elementales para hacer varias máquinas moleculares, tales como sensores, procesadores y actuadores, se crean usando biomoléculas.

Un robot molecular es un sistema molecular artificial que se construye integrando máquinas moleculares. Los investigadores creen que la realización de un sistema de este tipo podría conducir a un avance significativo, un robot de inspiración bio diseñado sobre una base molecular.

El robot molecular desarrollado por el grupo de investigación japonés es extremadamente pequeño - aproximadamente un millonésima de metro - de tamaño similar a las células humanas. Se compone de un actuador molecular, compuesto de proteínas, y un embrague molecular, compuesto de ADN. La forma del cuerpo del robot (membrana celular artificial) puede ser cambiada por el actuador, mientras que la transmisión de la fuerza generada por el actuador puede ser controlada por el embrague molecular.

El grupo de investigación demostró mediante experimentos que el robot molecular podría iniciar y detener el comportamiento de cambio de forma en respuesta a una señal de ADN específica.

"Con más de 20 sustancias químicas a concentraciones variables, nos tomó un año y medio establecer buenas condiciones para trabajar con nuestros robots moleculares", dice el profesor asociado Shin-ichiro Nomura de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Tohoku, quien dirigió el estudio.

"Fue emocionante ver el robot cambiando de forma a través del microscopio, lo que significó que nuestro embrague de ADN funcionó perfectamente, a pesar de las complejas condiciones dentro del robot\", dijo.

Se espera que la realización de un robot molecular cuyos componentes estén diseñados a nivel molecular y que puedan funcionar en un entorno pequeño y complicado, como el cuerpo humano, amplíe significativamente las posibilidades de la ingeniería robótica.

Los resultados de este estudio podrían conducir a desarrollos tecnológicos que podrían ayudar a resolver importantes problemas médicos, como un robot de tratamiento para células vivas de cultivo; o un robot de monitoreo para controlar la contaminación ambiental.

Fuente: Europa Press

Publicado en Ciencia

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