Proteínas de virus para fabricación fácil de nanoestructuras

Unos bioingenieros han encontrado una forma de programar el tamaño y la forma de ciertas partículas de virus mediante la estrategia de combinar bloques de construcción de proteínas víricas y plantillas hechas de ADN. Las nanoestructuras resultantes podrían tener aplicaciones en el desarrollo de vacunas y en el transporte intracorporal de fármacos.

Las proteínas de la cápside del virus (las proteínas que protegen el genoma de un virus) pueden servir para construir objetos. Sin embargo, la forma y el tamaño de esos objetos dependen en gran medida de la cepa del virus. La reprogramación del proceso de ensamblaje, con independencia del esquema vírico original, es una posibilidad interesante para lograr la construcción de objetos nanométricos a la carta.

Los bioingenieros abordaron el reto generando una plantilla de "genoma estructurado" sobre la que pueden ensamblarse las proteínas de la cápside. Para evitar deformar el genoma flexible y crear formas no deseadas, utilizaron estructuras rígidas de origami de ADN. Estas estructuras solo miden entre decenas y centenares de nanómetros, pero están hechas enteramente de ADN, que se pliega con precisión en la forma deseada de la plantilla.

La estrategia del equipo internacional de Iris Seitz, de la Universidad de Aalto en Finlandia, se basa en interacciones electrostáticas entre la carga negativa de las nanoestructuras de ADN y un dominio de carga positiva de las proteínas de la cápside, junto con interacciones intrínsecas entre las proteínas individuales. Alterando la cantidad de proteína utilizada, los bioingenieros pueden afinar el número de capas de proteína altamente ordenadas, que encapsulan el origami de ADN.

Las nanoestructuras de origami de ADN (azul) pueden utilizarse para programar la forma de las partículas víricas (gris). La cápside nativa con un diámetro de 28 nanómetros se muestra en verde-gris. (Imagen: Mauri A. Kostiainen / Aalto University. CC BY)

Al utilizar el origami de ADN como plantilla, es posible hacer adoptar a las proteínas de la cápside la forma y el tamaño deseados por el usuario.

Seitz y sus colegas exponen los detalles técnicos de su sistema de nanofabricación en la revista académica Nature Nanotechnology, bajo el título “DNA-origami-directed virus capsid polymorphism”. (Fuente: NCYT de Amazings)