Investigadores estadounidenses descubrieron una nueva técnica para la creación de estructuras artificiales de ADN utilizando “bloques” estandarizados, lo que podría suponer que la era de la nanotecnología pase de la confección a medida al pret-a-porter.

Estos expertos intentan utilizar cadenas artificiales de ADN para fabricar estructuras microscópicas con enormes aplicaciones potenciales, como la fabricación de componentes nanoelectrónicos o tratamientos específicos contra el cáncer.

A finales de 1980, la concepción y la realización de un cubo compuesto por sólo diez cadenas de ADN, y un volumen de 7 nanómetros cúbicos (un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro) demandó dos años de trabajo.

En 2006, Paul Rothemund, del Instituto Tecnológico de California (CalTech) de Estados Unidos, inventó un método mucho más simple y rápido, llamado “origami de ADN”, en alusión a la famosa papiroflexia japonesa. Una larga cadena de ADN se pliega en una sola etapa de aproximadamente 200 cadenas más pequeñas, “broches” destinados a darle la forma deseada.

La operación, inicialmente limitada a las estructuras planas, se extendió rápidamente a los diseños en 3D y a otras formas curvas. No sólo requiere apenas una semana de trabajo sino que tiene un excelente desempeño: más del 90% de las cadenas adoptan la forma deseada después de la manipulación.

Sin embargo, por muy revolucionario y eficaz que sea, el método del origami tiene una falla grande, según admitió el propio diseñador. “Para cada nueva forma, tenemos que diseñar un nuevo plegamiento de la cadena de ADN y procurar un nuevo juego de broches”, que cuestan alrededor de mil dólares cada uno, dijo Rothemund. Es, de alguna forma, un proceso artesanal.

En un estudio publicado el miércoles por la revista Nature, Bryan Wei y su equipo de la Universidad de Harvard proponen una nueva técnica de auto-ensamblaje utilizando “bloques” de ADN estandarizados capaces de encajarse uno dentro del otro, al igual que los ladrillos de un famoso juego de construcción.

Cada bloque rectangular está compuesto de una sola cadena de ADN dotada de cuatro receptores distintos que pueden ser programados para seleccionar qué otros bloques pueden a su vez ser ubicados cerca suyo. Mediante la selección y la combinación de estos bloques con cuidado teóricamente se puede crear cualquier estructura.

“Esta arquitectura eficiente y modular ha permitido a Wei construir 107 formas a mano (y en el microscópico de alta precisión), pasando sólo unas pocas horas en cada uno de ellas”, señaló en un comentario al margen Rothemund y su colega Ebbe Sloth Andersen, de la Universidad de Aarhus en Holanda.

Por ejemplo, a partir de una única “biblioteca” de 1.700 cadenas de ADN, Wei y su equipo fueron capaces de dibujar un centenar de signos simples, como los dígitos del 0 al 9, el alfabeto latino, algunos caracteres chinos, y diferentes caritas sonrientes (“smileys”).

A un costo de sólo 7.000 dólares, se puede disponer potencialmente de unos 10.000 millones de millones de formas diferentes, destacó Rothemund, para quien “este avance realmente hace pasar a las nanotecnologías de ADN” a una nueva era.