Científicos de EEUU consiguen fabricar el primer "robot biológico"

Las máquinas y estructuras de tamaños sumamente pequeños, la llamada nanotecnología, están llegando también a la biología. Una estructura de material genético que actúa como un robot a escala molecular es el logro que han presentado científicos estadounidenses. Lo llaman un nano brazo robótico, aunque es sumamente limitado en su funcionamiento y por ahora no tiene una utilidad inmediata.

Manejar la materia de molécula en molécula e incluso de átomo en átomo es algo que se ha ido logrando en los últimos años con materiales como el silicio y el oro, y ha dado lugar a máquinas y estructura a escala de nanometros (la millonésima parte de un milímetro).Con el material genético (las cadenas de ácido desoxirribonucleico o ADN), este tipo de manipulaciones parece más difícil, pero también se está consiguiendo, como está demostrando, entre otros, el equipo dirigido por Nadrian C. Seeman, de la Universidad de Nueva York.

Este científico, nacido en Chicago en 1945, se ha centrado en desarrollar métodos para formar objetos tridimensionales a partir de moléculas de ADN sintético. En agosto de 1998 publicó las bases de una técnica para organizar las moléculas de ADN en cristales bidimensionales y ha conseguido construir cubos y poliedros con estas moléculas.

Ahora, Seeman y su equipo, formado por tres científicos de origen chino, publica en la revista Nature su primera máquina de ADN, que aseguran es el primer paso para conseguir nanorobots que puedan construir moléculas determinadas en fábricas a escala molecular. Se trata de un estructura con dos brazos rígidos que permite cambiar de sitio una molécula aprovechando las propiedades del ADN.

Sistema mecánico

Seeman ha declarado: "Hemos utilizado ADN sintético como material de construcción para construir un sistema mecánico molecular controlable. A corto plazo, es un logro técnico interesante. A largo plazo, podrá servir para el desarrollo de robots a escala nanométrica y para fabricación molecular".El hecho de que en la doble hélice de ADN (en la que existen cuatro bases químicas distintas) cada base sólo se pueda emparejar con otra y nunca con las otras dos permite programar su ensamblaje de forma muy precisa. La estructura que ha conseguido Seeman consta de dos brazos unidos por un puente de ADN; este puente tiene la estructura clásica del ADN, con giro a la derecha.

Al introducir un compuesto de cobalto cargado positivamente en la solución que rodea las moléculas de esta máquina, la zona del puente pasa a ser levógira (gira a la izquierda), lo que hace que rote uno de los brazos respecto al otro.

Ésta es la única función por ahora de este minúsculo robot experimental, poder pasar, por ejemplo, de una posición a otra una molécula unida a la máquina. Los científicos han hecho la prueba con dos moléculas marcadoras, cuya situación relativa se ha conseguido medir con una técnica de espectroscopía muy precisa. En la primera posición, las dos moléculas marcadoras estaban separadas 7 nanómetros, mientras que en la segunda lo estaban 8,9 nanómetros.

Como señalan los científicos, las máquinas biológicas de este tamaño son abundantísimas en la naturaleza, y sacan la energía de compuestos químicos como el ATP (adenosintrifosfato). Sin embargo, de forma artificial se habían conseguido estructuras, enlaces, e incluso los chips de ADN (que al estilo de los chips electrónicos están ya permitiendo hacer identificaciones rápidas y precisas de material genético procedente por ejemplo, de cabellos u otras muestras biológicas humanas para uso forense), pero no estructuras dinámicas.

El secreto de está máquina reside en el ADN elegido para los brazos, que presenta la rigidez necesaria para poder mover moléculas, incluso moléculas grandes como las proteínas. Un posible uso de esta técnica sería el estudio de los efectos de proximidad entre determinadas moléculas en diversos sistemas biológicos y químicos.