Ajustando los relojes biológicos de la vida: Avances científicos desde la Université de Montréal

MadridCientíficos de la Universidad de Montreal han avanzado en la comprensión del funcionamiento de la vida a lo largo del tiempo. Han logrado reproducir los procesos que regulan cómo pequeñas máquinas en los organismos vivos comienzan y dejan de operar. Estos hallazgos podrían tener importantes repercusiones en la nanomedicina y otras áreas.
Los seres vivos controlan el tiempo con diminutos dispositivos moleculares compuestos principalmente de proteínas o ácidos nucleicos. Estas unidades biológicas desempeñan funciones cruciales como el transporte de materiales, el almacenamiento de energía y el apoyo al crecimiento. Los científicos se centran en dos formas principales de activación de estas unidades.
- Mecanismo de ajuste inducido: La molécula activadora proporciona energía para abrir rápidamente la "puerta".
- Mecanismo de selección conformacional: La "puerta" debe abrirse espontáneamente antes de que la molécula activadora pueda interactuar.
Científicos han creado un pequeño interruptor de 5 nanómetros de ancho usando ADN, que puede activarse de diferentes maneras. Este ADN especial les permitió regular la velocidad con la que el interruptor se enciende o apaga. La investigación demuestra que estas micromáquinas se pueden personalizar para tareas específicas al modificar la interacción entre las moléculas.
Este estudio revela que podrían ocurrir grandes cambios en campos como la nanomedicina. Sistemas innovadores de administración de medicamentos podrían proporcionar dosis programadas, manteniendo la cantidad óptima en el cuerpo por más tiempo. Esto permitiría tomar medicinas con menor frecuencia, facilitando el tratamiento para los pacientes y mejorando la efectividad de las terapias.

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Los ingenieros pueden beneficiarse de estos hallazgos al comprender cómo funcionan estos procesos, lo que podría facilitar la creación de nuevos sistemas minúsculos donde las reacciones químicas requieren una sincronización precisa. Este conocimiento podría conducir al desarrollo de avanzados sensores o materiales que se adapten al entorno.
Las distintas velocidades con las que inician los procesos biológicos pueden revelarnos información sobre la evolución. Los procesos rápidos son útiles para reacciones instantáneas, como la detección de luz. Por su parte, los procesos más lentos, como la inhibición de ciertas enzimas, pueden ser más eficaces si se activan de manera gradual. Esto ayuda a entender por qué ciertas proteínas han desarrollado formas específicas de funcionar en función de sus objetivos.
La investigación fue financiada por importantes organizaciones, como el Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá. El estudio busca avanzar en biología y tecnología mediante la comprensión y colaboración con los mecanismos moleculares que regulan la vida.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1021/jacs.4c08597y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Carl Prévost-Tremblay, Achille Vigneault, Dominic Lauzon, Alexis Vallée-Bélisle. Programming the Kinetics of Chemical Communication: Induced Fit vs Conformational Selection. Journal of the American Chemical Society, 2024; DOI: 10.1021/jacs.4c08597

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