Nanotermómetros de ADN

Dibujo20160427 Programmable Quantitative DNA Nanothermometers nanoletters

Para medir la temperatura en la nanoescala hay que usar un nanotermómetro. Se publica en Nano Letters un termómetro de ADN de solo 5 nanómetros de diámetro. Investigadores de la Universidad de Montreal han creado un termómetro de ADN bioinspirado que usa la dependencia con la temperatura en el plegamiento de una molécula de ADN. La temperatura se mide en el rango de 25 a 90 °C, pudiéndose alcanzar un error de ± 0,05 °C entre 36 y 38 ºC.

La idea de los nanotermómetros de ADN se propuso en el año 2012. Desde entonces se han publicado varias alternativas. La nueva tiene la ventaja de que el comportamiento de la fluorescencia del ADN en función de la temperatura es prácticamente lineal. Por ello, el nuevo nanotermómetro promete muchas aplicaciones, como medir las variaciones de la temperatura en la membrana de una célula individual. O estudiar el comportamiento térmico de nanomáquinas y nanomotores. Muchos campos de la nanotecnología, como la nanomedicina, la biología sintética, los nanofluidos, los nanomateriales y la nanoelectrónica se beneficiarán de este nuevo nanotermómetro de ADN.

El artículo es David Gareau, Arnaud Desrosiers, Alexis Vallée-Bélisle, «Programmable Quantitative DNA Nanothermometers,» Nano Letters (08 Apr 2016), doi: 10.1021/acs.nanolett.6b00156. Más información divulgativa en «Chemists use DNA to build the world’s tiniest thermometer,» Phys.Org, 27 Apr 2016.

Por cierto, la idea de usar nanotermómetros de ADN no es nueva y ya se propuso en Guoliang Ke, Chunming Wang, […] Chaoyong James Yang, «l-DNA Molecular Beacon: A Safe, Stable, and Accurate Intracellular Nano-thermometer for Temperature Sensing in Living Cells,» J. Am. Chem. Soc. 134: 18908–18911 (05 Nov 2012), doi: 10.1021/ja3082439.

Dibujo20160427 nanothermometer design nano letters nl-2016-001562_0001

El termómetro está formado por una molécula de ADN plegada en forma de tallo en bucle (tallo-bucle u horquilla) acoplada a una molécula fluorescente. Para mejorar la estabilidad molecular y la sensibilidad a la temperatura, así como extender el rango de medida se usa un diseño multimérico, que combina varias moléculas de ADN tipo tallo-bucle. Por supuesto, la mayor sensibilidad se alcanza en cierta región. El nuevo diseño se llama programable porque permite sintonizar el intervalo de temperatura de mayor sensibilidad.

Dibujo20160427 Extending the dynamic range of DNA nanothermometers by combining thermoswitches or by adding a mix of DNA stabilizers nanoletters

El nuevo artículo presenta varios diseños diferentes de los nanotermómetros de ADN. Esta figura muestra dos diseños que presentan una excelente linealidad de la fluorescencia en función de la temperatura para dos rangos amplios. Las secuencias de nucleótidos de estos nanotermómetros se encuentran detalladas en la información suplementaria al artículo.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 27 abril, 2016
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