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Bioquímica
Proteínas a la Carta
15
de Mayo de 2003.
 Bioquímicos
del Duke University Medical Center han desarrollado un método por
ordenador que permite diseñar proteínas con funciones específicas, como
la detección de una amplia variedad de sustancias, desde el TNT a las
que se hallan en el cerebro e intervienen en muchos desórdenes
neurológicos.
Los científicos que han participado en el trabajo creen que nos hallamos
ante un importante paso hacia la “biología sintética”, donde seremos
capaces de constructor organismos hechos a medida para una gran variedad
de tareas. En este ámbito se encontrarían conceptos tales como los
“centinelas biológicos”, que podrían utilizarse en muchas aplicaciones
médicas y ambientales.
Homme Hellinga, el autor principal del artículo que describe el trabajo,
publicado en la revista Nature, explica que sería posible “diseñar” una
bacteria modificada que respondiera ante la presencia de TNT, un
conocido explosivo. El organismo podría emitir entonces una luz
fluorescente, que nos ayudaría a detectar la existencia de minas
enterradas bajo tierra. También podría desarrollarse un vegetal cuyas
células cambien de color en respuesta a un contaminante. Serían
plantados cerca de las instalaciones químicas y ayudarían a detectar la
polución de las aguas subterráneas.
Tales escenarios parecen dignos de una película de ciencia-ficción, pero
en realidad son perfectamente posibles a largo plazo si se emplean las
técnicas de diseño por ordenador presentadas por los científicos del
Duke University Medical Center, especialmente indicadas para crear
proteínas que actúen como sensores.
Hellinga ya está desarrollando una proteína que detecta glucosa. Los
diabéticos podrían utilizarla para controlar su estado, y quizá, más
adelante, será la base para crear un páncreas artificial. También está
en marcha el proyecto de la proteína que detectará TNT. Será instalada
en robots submarinos, de manera que puedan detectarse los gases
procedentes de bombas que se han hundido en el mar sin explotar.
La labor de Hellinga y sus colegas Loren Looger, Mary Dwyer y James
Smith, ha consistido en utilizar un ordenador para “rediseñar” una
proteína normal de manera que pueda encajar en otros tipos de moléculas.
Las proteínas utilizadas proceden de la bacteria E. coli. Se trata de
receptores que detectan una molécula objetivo gracias a un punto
“activo”, dotado de propiedades de unión y de una forma muy precisa que
encaja sólo con una molécula particular, como lo hace una llave en una
cerradura. Las proteínas son largas cadenas de unidades de aminoácidos
que se pliegan sobre sí mismas para formar estructuras globulares muy
intrincadas.
El ordenador lo que hace es reducir el enorme número de posibles
mutaciones y sus correspondientes estructuras, para hacer que la
proteína estudiada encaje en una molécula particular que nos interese.
Se trata de un cálculo supra-astronómico, puesto que puede producir más
combinaciones que partículas existen en el universo conocido. Gracias a
técnicas matemáticas reductoras, se obtienen resultados adecuados en
varios días, utilizando una red de ordenadores de 30 procesadores
(Beowulf).
Con este equipo se están adaptando las proteínas de E. coli para
detectar tres moléculas muy distintas: las ya citadas de TNT, las de
lactar (un indicador del estrés metabólico en el cuerpo), y las de
serotonina (un neurotransmisor). Una vez obtenido el diseño preciso, se
modifica genéticamente a la E. coli para que las produzca de forma
natural.
Información adicional en:
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