UPV/EHUko Biofisika Unitateko Mintzen Nanomekanikako taldeak, Vadim Frolov Ikerbasque irakaslea buru duenak, iradoki du horma bakarreko karbono-nanohodiak aldamio unibertsal gisa erabil litezkeela zelula-mintzetako kanalen propietateak erreplikatzen laguntzeko. Ikerketaren emaitzak Nature aldizkari ospetsuan argitaratu dira.

Mintz biologikoek sistema bizien arkitektura funtzionala definitzen dute: iragazkorrak dira era selektibo batean, zeluletako eta zelulen barneko organuluetako identitate kimikoari eusten diote eta haien arteko materia-trukea erregulatzen dute. Zelula-mintzetan zehar gertatzen den ioien eta molekula txikien garraioa kontrolatzeko, oso proteina espezializatuak behar dira, zeinak molekula horiek kanalizatzen baitituzte mintzean zehar. Nanoteknologian eta nanofabrikazioan egin diren azken aurrerapenei esker, konposatu artifizialak sintetizatu eta fabrikatu ahal izan dira, mintzean zeharreko kanalen eta garraiatzaileen funtzioak beteko dituztenak. Konposatu artifizial horien portaera beren prototipo zelularren portaeraren gero eta antzekoagoa da, alegia, gero eta antzeko ezaugarri gehiago dituzte: selektibitate molekularra, molekulak mintzera bideratzea eta garraioaren efizientzia. Nolanahi ere, oraindik, erronka da prototipo unibertsal eta moldakor bat sortzea garraio-propietate jakin batzuk dituzten kanalak fabrikatzeko.

UPV/EHUko Biofisika Unitateko Ikerbasque irakasle ikertzaile Vadim Frolov doktorearen taldeak parte hartu duen eta AEBko Lawrence Livermore National Laboratories-eko Alex Noy buru izan duen ikerketan, iradoki dute proteina-kanalen antzeko afinitate- eta garraio-propietateak dituzten egitura gisa erabil daitezkeela horma bakarreko karbono-nanohodiak (CNT). Nanohodiak oso garraiatzaile eraginkorrak dira; izan ere, oso diametro estua dutenez (1 nm gutxi gorabehera) eta barnealdea oso hidrofobikoa denez, mintz-proteinen egitura orokorraren diseinuaren oso antzekoak dira.

Ikertzaileek ikusi dute lipido-molekulez estalitako CNT ultralaburrek kanalak sortzen dituztela bai mintz artifizialetan bai zelula bizien mintzetan. Egitura horiek egonkor mantentzen dira disoluzioan, eta berez sartzen dira mintzetan. Halaber, ikertzaileek hauteman dute mintz batean sartutako CNTek kanal ioniko txikien antzeko garraio-propietateak dituztela. Horrez gainera, konturatu dira CNT horiek DNA garraiatzeko gai ere badirela.

Etorkizun oparoa

Frolovek ondorioztatu duenez, are sakonago aztertu behar dira CNT ultralaburren bidez mintzean zehar gertatzen diren garraio-mekanismoak; beraz, Lawrence Livermore National Laboratories-eko eta UPV/EHUko taldeen arteko lankidetza-proiektua ez da hemen amaitu. Zientzialariek espero dute, aldaketa kimiko sofistikatuak eginez, ekoizpen-prozesuak optimizatuz eta nanofabrikazioko beste metodo batzuk erabiliz, irits litezkeela CNT ultralaburretan oinarritutako kanal ioniko erabat funtzionalak ekoiztera.

Informazio osagarria

UPV/EHUko Biofisika Unitateko Mintzen Nanomekanikako taldeko Arturo Escalada eta Anna Shnyrov ikertzaileek ere parte hartu dute ikerketan, Vadim Frolov Ikerbasque irakaslea buru dutela. Ikerketa honetan parte hartu duen taldeak, halaber, mundu mailan izen handia duten beste zenbait erakundetako ikertzaileak ditu: Lawrence Livermore National Laboratory, Californiako Unibertsitateko Zientzia Naturalen Eskola eta Lawrence Berkeley National Laboratory (California).

Artikuluaren erreferentzia

J. Geng, K. Kim, J. Zhang, A. Escalada, R. Tunuguntla, Luis R. Comolli, Frances I. Allen, Anna V. Shnyrova, Kang Rae Cho, D. Munoz, Y. MorrisWang, Costas P. Grigoropoulos, Caroline M. Ajo-Franklin, Vadim A. Frolov & A. Noy. Stochastic transport through carbon nanotubes in lipid bilayers and live cell membranes. Nature, 30 october 2014, Vol. 514. DOI:10.1038/nature13817.