Unas sencillas reglas permiten obtener la conformación terciaria de una proteína a partir de la secundaria

Uno de los problemas más importantes del s. XXI es el problema del plegamiento de proteínas, determinar la estructura tridimensional (conformación terciaria) de una proteína a partir del listado de sus aminoácidos (o de su código genético). Esta estructura nativa es única para la mayoría de las proteínas, determinando en gran parte su función bioquímica (la geometría determina la función). Se ha publicado en Nature un artículo que propone los principios básicos y las reglas fundamentales que controlan el plegamiento a partir de la estructura secundaria de las proteínas (las hélices α y las hojas β). Estos principios podrían usarse para diseñar nuevas proteínas que se plieguen de la forma deseada, lo que podría tener enormes aplicaciones en biología sintética. Nos lo cuenta Birte Höcker, “Structural biology: A toolbox for protein design,” Nature 491: 204–205, 08 November 2012, que se hace eco de Nobuyasu Koga, Rie Tatsumi-Koga, Gaohua Liu, Rong Xiao, Thomas B. Acton, Gaetano T. Montelione, David Baker, “Principles for designing ideal protein structures,” Nature 491: 222–227, 08 November 2012.

Resonancias plasmónicas y efecto túnel de electrones entre dos esferas de oro que se “besan”

Podemos leer en “Los ‘besos’ cuánticos cambian el color del vacío,” SINC, 7 Nov 2012, que “el vacío que existe entre dos nanoesferas de oro separadas por menos de 0,35 nanómetros cambia de color de rojo a azul.” La pregunta es obvia, ¿el vacío tiene color? Nos cuentan que Javier Aizpurua (CSIC y Univ. País Vasco), coautor del artículo técnico, compara el fenómeno con un beso: ”Cuanto más se acercan las nanoesferas de oro más carga presentan sus superficies y dicha carga sólo [se libera] a través del salto cuántico de sus electrones [por efecto túnel], del mismo modo que la tensión previa a un beso aumenta según se acercan las caras y se libera cuando finalmente se juntan los labios.” La analogía es muy sugerente. Jeremy Baumberg (Univ. Cambridge), autor principal del artículo, explica: “Alinear dos nanoesferas de oro es como cerrar los ojos e intentar que dos agujas sostenidas con los dedos se toquen por ambas puntas”. Según Baumberg, conseguirlo les “ha costado años de duro trabajo” y ha sido posible gracias a los avances en los microscopios de fuerza atómica. Obviamente, un átomo de oro tiene un radio de unos 0,15 nm, luego entre dos esferas separadas por 0,35 nm solo caben dos átomos de oro.

El vacío no tiene color. La “nada” tampoco. Pero también podemos leer Genevieve Maul (Univ. Cambridge), “Quantum kisses change the color of nothing,” EurekAlert!, 7 Nov 2012 [gracias César @EDocet por el enlace]. Y el espacio tampoco tiene color, aunque News Staff, “A Quantum Kiss Between Nanoparticles That Changes The Color Of Space,” Science 2.0, Nov 7th, 2012 [gracias Teguayco @teguayco por el enlace]. Como diría Bill Clinton, ¡es la luz, estúpido! Lo que tiene color en el experimento de Baumberg y sus colegas es la luz. Permíteme que te lo aclare con un esquema del experimento, pero antes, la obligada cita al interesante artículo técnico.

El artículo técnico en liza es Kevin J. Savage, Matthew M. Hawkeye, Rubén Esteban, Andrei G. Borisov, Javier Aizpurua, Jeremy J. Baumberg, “Capturing the quantum regime in tunnelling plasmonics,” Nature, Published online 07 November 2012. Este nuevo artículo experimental confirma el análisis teórico previo de Ruben Esteban, Andrei G. Borisov, Peter Nordlander, Javier Aizpurua, “Bridging quantum and classical plasmonics with a quantum-corrected model,” Nature Communications 3: 825, 08 May 2012.

PS (12 nov 2012): Una explicación muy buena sobre las “nanoantenas que se besan” de manos de Javier Aizpurua, “Besos cuánticos,” RSEF, 12 Nov. 2012.

Gotas autopropulsadas por ATP al ser recubiertas por un gel de microtúbulos y quinesina

El término “materia activa” se refiere a los materiales que exhiben movimiento (motilidad) similar a la materia viva. Gotas de agua recubiertas de un gel “activo” se mueven en una emulsión de agua y aceite de forma espontánea y autosostenida, en ausencia de fuerzas externas, como si fueran células vivas, como nos ilustran Tim Sanchez (Univ. Brandeis, Massachusetts, EEUU) y sus colegas en Nature. El gel activo está formado por una red de microtúbulos conectados entre sí por unos anclajes formados por las proteínas estreptavidina y quinesina. Las quinesinas se mueven a lo largo de los microtúbulos si hay energía disponible (moléculas de ATP disueltas en la emulsión), lo que remodela las conexiones entre los microtúbulos de la red; como resultado, aparecen esfuerzos que crean diferencias de presión osmótica, que generan ondas en la red. Estas ondas en la superficie de las gotas que han adsorbido el gel activo de microtúbulos son las responsables últimas del movimiento “caótico” de las gotas por el medio. Por ahora, este movimiento descrito por la mecánica estadística de los procesos fuera de equilibrio no puede ser controlado y no tiene aplicaciones prácticas. Aún así, este análogo biomimético podría ayudar a entender los orígenes de la motilidad en los seres vivos. Sin embargo, podemos soñar que futuros avances en bionanotecnología puedan llegar algún día a controlar de alguna forma el flujo inducido por el movimiento de los microtúbulos activos gracias a la quinesina. Nos lo ha contado M. Cristina Marchetti, “Active matter: Spontaneous flows and self-propelled drops,” Nature, Published online 07 November 2012, haciéndose eco del artículo técnico de Tim Sanchez, Daniel T. N. Chen, Stephen J. DeCamp, Michael Heymann, Zvonimir Dogic, “Spontaneous motion in hierarchically assembled active matter,” Nature, Published online 07 November 2012.

La mampara indiscreta que hubiera salvado a Marion Crane

Imagina poder leer un texto oculto por una hoja de papel opaca colocada a 6 mm de distancia si el texto está escrito en tinta fluorescente con caracteres de 0,05 mm. Parece imposible, pero hoy ya es una realidad. Jacopo Bertolotti (Univ. Twente, Holanda) y sus colegas lo publican hoy en Nature. Un primer paso que augura un futuro muy prometedor en imagen biomédica no invasiva. Los autores creen que en un futuro no muy lejano, inyectando contrastes fluorescentes por vía intravenosa, será  posible ver el flujo de la sangre u otros líquidos a través de la piel u otros tejidos con una gran resolución espacial, mucho mayor que la permiten las técnicas basadas en ultrasonidos. Nos lo cuentan Demetri Psaltis, Ioannis N. Papadopoulos, “Imaging: The fog clears,” Nature 491: 197–198, 08 November 2012. El artículo técnico es Jacopo Bertolotti, Elbert G. van Putten, Christian Blum, Ad Lagendijk, Willem L. Vos, Allard P. Mosk, “Non-invasive imaging through opaque scattering layers,” Nature 491: 232–234, 08 November 2012.