El desarrollo de nuevas herramientas y métodos de estudio en biología estructural permite conocer con precisión cómo se organizan y funcionan las células humanas al nivel más elemental. Algunos trabajos al respecto han desvelado que la organización de muchos procesos celulares se basa en la existencia de "máquinas moleculares", unos mecanismos que se denominan así porque, al igual que las máquinas convencionales que participan en cualquier proceso mecánico o industrial, consumen energía, producen movimiento y generan trabajo y fuerza. José López Carrascosa, investigador del Centro Nacional de Biotecnología, perteneciente al Consejo Superior de Biotecnología, ha desentrañado el funcionamiento de dos de estas "máquinas moleculares".

Novedoso
"Este concepto es muy reciente, no existía hace diez años. Sabíamos que había funciones dentro de las células que eran llevadas a cabo por enzimas y que algunas estructuras celulares desempeñaban funciones concretas. Ahora, comprendemos además que dichas estructuras se organizan modularmente y actúan cómo máquinas convencionales, consumiendo energía bioquímica y trasladando elementos de un lado a otro", ha explicado López Carrascosa, que ha impartido en Madrid la conferencia Las máquinas moleculares y la ingeniería de la vida, dentro del ciclo Vive la Ciencia, organizado por la Fundación BBVA. "El mal funcionamiento de muchas de estas máquinas se relaciona con determinadas patologías, con lo que los avances en la comprensión de su acción nos permitirá eventualmente mejorarlas y corregirlas".

El equipo dirigido por López Carrascosa ha estudiado las máquinas moleculares que controlan el plegamiento correcto de las proteínas. "Muchas patologías degenerativas, como el Alzheimer, están causadas por la acumulación de proteínas desnaturalizadas, que forman agregados tan grandes que llegan a destruir las células. Conociendo las máquinas implicadas podremos llegar a desplegar y volver a plegar adecuadamente las proteínas desnaturalizadas".

Hay virus de gran importancia para la salud humana que necesitan en un momento de su ciclo vital introducir su ADN en la partícula viral para trasladarlo de una célula que ya han infectado y seguir la infección de nuevas células.

Motor
"Hemos identificado la máquina que introduce este material genético en el virus. Empaqueta una molécula de ADN enormemente larga, de casi 7 micras de longitud, en un contenedor de 50 por 40 nanometros. Para ello hay que concentrar el ADN en la cabeza viral unas 600 veces. Este problema se resuelve con un motorcito molecular que genera una fuerza 10 veces mayor que la que desarrollan las fibras musculares humanas. El ADN empaquetado soporta una presión que es 10 veces la que hay en una botella de cava".

Como ha avanzado López Carrascosa, el conocimiento de las bases moleculares que rigen el funcionamiento de estas máquinas se podrá utilizar en el diseño de modelos nanotecnológicos.

"Hasta ahora, la nanotecnología se había basado en los conocimientos de ingeniería, intentando la miniaturización de los dispositivos. Ahora podremos ir de abajo arriba, construyendo máquinas de material orgánico, inorgánico o una mezcla de ambos a partir de la imitación de mecanismos naturales que han sido optimizados a lo largo de millones de años de evolución".