Mediante la papiroflexia de ADN, un grupo de investigadores ha logrado ensamblar una caja de tamaño nanométrico con candado y llave.
Utilizando únicamente una tira de ADN, un grupo de investigadores en Dinamarca han construido una pequeña caja con una tapa que se puede cerrar o—con la ayuda de una serie de llaves de ADN—abrirse. Aunque otros grupos de investigadores ya han experimentado con el uso de este tipo de papiroflexia de ADN para construir objetos tridimensionales, la nueva caja, que viene descrita en la edición de esta semana de Nature, se distingue de las demás gracias a sus laterales sólidos y partes móviles. “Es una estructura molecular bastante hermosa,” afirma John Reif, un distinguido profesor de ciencias informáticas en Duke University, y que no estuvo involucrado en el proyecto de investigación. “Es la primera vez que una nanoestructura de este tipo tiene una tapa controlable y programable.” Por ahora, esta caja sirve para probar el principio de que la papiroflexia de ADN se puede adaptar para elaborar estructuras tridimensionales, afirma Jørgen Kjems, biólogo molecular en el Centro Universitario Aarhus para Nanotecnología de ADN, y que dirigió la investigación. Sin embargo, en el futuro cree que este contenedor de escala nanométrica se podría adaptar para un amplio rango de aplicaciones, desde su uso como vehículo distribuidor de fármacos en el cuerpo hasta su utilización como puerta lógica. El ADN es un material de construcción ideal para las nanoestructuras. Es muy fácil de producir en grandes cantidades: Kjmes y su equipo acabaron secuestrando un virus para manufacturar copias de la secuencia que diseñaron. Y se dobla de forma sencilla y predecible, siempre de acuerdo a su secuencia. Para diseñar la caja, el equipo de Aarhus desarrolló un programa informático para generar una única tira de secuencia de ADN que, junto a fragmentos de ADN más pequeños que actuaban como grapas, se auto-ensamblaría para así acabar teniendo la forma deseada. La secuencia fue concebida con muchas regiones complementarias para que pudiera doblarse automáticamente en seis hojas cuadradas tipo acordeón—los laterales de la caja—y en base a la tendencia natural del ADN para emparejarse en tiras dobles. Las grapas de ADN, empujadas también por el par de secuencias complementarias, hicieron que los bordes de las hojas se uniesen para así formar un cubo vacío con una tapa articulada. Para hacer que la tapa de pudiera cerrar, Kjems y sus colegas desarrollaron dos pequeños pestillos de ADN cuyos bordes resultaban pegajosos. Bajo circunstancias normales, los pestillos se adhieren a la caja, haciendo que esté cerrada. Pero al añadir las dos llaves de ADN correspondiente, los pestillos se adhieren a ellas, con lo que provocan que la tapa se abra. Un par de moléculas de tinte, una de ellas unida al borde de la caja y la otra a la tapa, brillan de color rojo cuando se acercan la una a la otra, y de color verde cuando se alejan, lo que hace que sea fácil deducir si la caja está abierta o cerrada.
