Científicos de la Universidad de Montreal han desarrollado un termómetro de ADN 20,000 veces más pequeño que un cabello humano. Este utiliza la propiedad de las moléculas genéticas de desplegarse o plegarse según la temperatura.
Desde hace 60 años, los investigadores descubrieron que las moléculas de ADN que codifican nuestra información genética pueden desplegarse cuando se calientan. “En los últimos años, los bioquímicos también han descubierto que biomoléculas tales como proteínas o ARN (una molécula similar al ADN) se emplean como nanotermómetros en los organismos e informan de variaciones de temperatura plegándose o desplegándose”, dijo Alexis Vallée-Bélisle, responsable de la investigación.
En el ADN, el código genético se almacena por cuatro bases químicas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). La base A se une débilmente a la base T, mientras que la C se une fuertemente a la G, usando estas simples reglas de diseño los investigadores son capaces de crear estructuras de ADN que se pliegan y despliegan a una temperatura específica deseada.
Una de las principales ventajas de la utilización de ADN para diseñar termómetros moleculares es que la química del ADN es relativamente simple y programable.
“Inspirados por los nanotermómetros naturales, hemos creado varias estructuras de ADN que se pueden plegar y desplegar a temperaturas específicamente definidas.”
Mediante la adición de informadores ópticos en estas estructuras de ADN, lograron crear termómetros de 5 nanometros de ancho que producen una señal fácilmente detectable como función de la temperatura.
Termómetros a nanoescala de este tipo abren muchos caminos interesantes en el campo emergente de la nanotecnología, e incluso pueden ayudar a entender mejor la biología molecular.
“Todavía hay muchas preguntas sin respuesta en la biología, por ejemplo, sabemos que la temperatura en el interior del cuerpo humano se mantiene a 37°C, pero no tenemos idea de si hay una gran variación de temperatura en la nanoescala dentro de cada célula individual”, agrego.
Una pregunta que está siendo investigada por el equipo es si las nanomáquinas y nanomotores desarrollados por la naturaleza durante millones de años de evolución también se sobrecalientan cuando funcionan a gran velocidad.
“En un futuro próximo, también consideramos que estos nanotermómetros basados en ADN podrán implementarse en dispositivos basados en electrónica con el fin de controlar la variación de la temperatura local en la nanoescala”, concluye Vallée-Bélisle.
Referencia: Universidad de Montreal, ACS