El motor rotatorio más diminuto está en una célula

Científicos japoneses han encontrado el motor rotatorio más diminuto del mundo: el rotor se mueve en el interior de una cámara cilíndrica de sólo 10 nanometros (la millonésima parte de un milímetro) de diámetro. Aunque el motor descrito por Masasuke Yoshida, del Instituto de Tecnología de Tokio, es natural (es una proteína) debería impulsar los esfuerzos actuales de los ingenieros para construir máquinas del tamaño de moléculas para usos en áreas como la electrónica y la medicina.El motor es una enzima, denominada sintasa de ATP. Está situada en la membrana de las células, y utiliza la diferencia de potencial eléctrico entre ambos lados de la membrana para sintetizar ATP, la sustancia energética que las células usan para casi todas sus funciones. Pero la sintasa de ATP puede funcionar en sentido inverso, descomponer la ATP y utilizar su energía para el movimiento rotatorio.

¿Y cómo lo hace? El secreto está en que la sintasa de ATP tiene la forma de una cámara cilíndrica de seis segmentos. En el centro existe un componente con forma de eje, como un rotor. Los investigadores creyeron que el rotor se movía dentro del bloque, entrando en contacto con cada uno de los seis segmentos a medida que giraba, estableciendo una conexión eléctrica que induciría a sintetizar o descomponer la ATP.

Yoshida y sus colegas consiguieron filmar la enzima en acción, mediante complicados trucos de laboratorio, y han publicado los resultados en el último número de la revista Nature. Utilizaron moléculas de ATP modificadas derivadas de bacterias y pegadas a láminas de cristal; pegaron finos filamentos de otra proteína, la actina, a los extremos libres del rotor. Estos filamentos eran fluorescentes, de forma que podían ser observados fácilmente al microscopio. Con el añadido de ATP, los filamentos de actina, cada uno enganchado a un rotor de la sintasa de ATP, empezaron a girar. Los 90 filamentos giratorios que observaron giraban todos en el mismo sentido, luego el movimiento no era aleatorio.

Lo que han visto es que la sintasa de ATP es un diminuto motor que convierte la energía química en movimiento rotatorio. Es cien vetes más pequeño que el ejemplo siguiente en tamaño, el motor que une los flagelos de las bacterias al cuerpo central de la célula y que está compuesto por centenares de proteínas.

Esta investigación se produce en un tiempo de interés creciente por la miniaturización de instrumentos tecnológicos hasta la escala de moléculas o incluso átomos individuales.

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