El diseño de fármacos y otros compuestos químicos, entre las posibles aplicaciones.
Investigadores del Instituto de Tecnología de California han inventado un robot capaz de caminar sobre una superficie, recoger paquetes y entregarlos en el lugar donde se les indica. La gran novedad es que, en lugar de estar hecho con cables y metales como los robots que trajinan paquetes en los centros de distribución de Amazon, está hecho de ADN y transporta cargas de unos pocos nanómetros.
El avance, que se presenta hoy en la revista Science, puede ser útil para manipular moléculas con un alto nivel de precisión. Sus aplicaciones potenciales incluyen el diseño de fármacos y la síntesis de otros compuestos químicos.
“Al igual que los robots electromecánicos se envían a lugares lejanos como Marte, nos gustaría enviar robots moleculares a lugares minúsculos adonde las personas no pueden ir, como el torrente sanguíneo”, declara en un comunicado la bioingeniera Lulu Qian, que ha dirigido la investigación.
Qian decidió trabajar con ADN porque es “un material excelente para construir robots”. Se trata de un tipo de molécula programable cuyas propiedades se conocen bien. Se sabe en particular cómo se unen y se separan las dos hebras que forman el ADN.
Están hechas con cuatro piezas llamadas nucleótidos, que se representan con las letras A, C, T y G, y que se aparean siempre del mismo modo entre ellas. Así, la A siempre se aparea con la T; y la C con la G. Por lo tanto, una secuencia de ADN formada, por ejemplo, por las piezas ATAGG se unirá a su secuencia complementaria TATCC.
Partiendo de esta base, otros investigadores habían creado nanorrobots básicos de ADN capaces de realizar funciones simples como desplazarse. Una secuencia como ATAGG podía utilizarse para crear un pie. En cuanto encontrara su secuencia complementaria TATCC sobre una superficie, se fijaría a ella. Y en cuanto otro pie del robot encontrara a su vez su secuencia complementaria y se fijara a ella, el primero se separaría y de este modo el robot avanzaría un paso.
Qian y su equipo se han propuesto desarrollar esta tecnología incipiente y llevarla a un nivel superior. En lugar de limitarse a caminar en una sola dirección, han diseñado nanorrobots de ADN que pueden recoger distintos tipos de moléculas; pueden transportarlas; y pueden clasificarlas correctamente, depositando cada molécula en el lugar que le corresponde. Además, en el resultado más relevante de la investigación, distintos robots pueden trabajar de manera simultánea sin molestarse entre ellos.
“Es un muy buen trabajo”, destaca Samuel Sánchez, especialista en nanorrobots del Institut de Bioenginyeria de Catalunya. “El transporte a escala nano es muy complicado y lo logran con una idea simple y elegante. La habilidad de clasificar moléculas y el trabajo colectivo también son muy destacables”.
El mismo sistema puede generalizarse para transportar y clasificar otras moléculas, destacan los autores de la investigación en Science. Los nanorrobots de ADN, añaden, también podrían ser útiles para otras tareas, además de transportar moléculas. Por ejemplo, igual que las hormigas que marcan sus caminos con feromonas, los nanorrobots se podrían programar para encontrar el trayecto más corto y dejar una señal para los robots siguientes.
“No desarrollamos robots de ADN pensando en aplicaciones concretas. Nuestro laboratorio se centra en descubrir los principios de ingeniería que permiten el desarrollo de robots de ADN”, advierte Lulu Qian. “Pero espero que otros investigadores puedan utilizar estos principios para aplicaciones interesantes, como sintetizar un fármaco en una fábrica molecular a partir de sus partes constituyentes o clasificar moléculas de los residuos para reciclarlas”.
Entre otras posibles aplicaciones, Samuel Sánchez destaca “el transporte de moléculas de un punto a otro, reacciones químicas controladas a escala nano y sensores”.