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Hacer celdas en una línea de montaje
Los investigadores han desarrollado una forma de crear membranas celulares de tamaño uniforme, pequeños paquetes celulares que se pueden usar como pequeños terrarios para estudiar el funcionamiento interno de la célula e incluso crear nuevas moléculas.
Islas en el arroyo: Las gotas de agua suspendidas en aceite viajan por un canal en un chip de microfluidos. Una corriente de agua fluye a lo largo, formando una interfaz agua-aceite.
Sandro Matosevic y Brian Paegel del Instituto de Investigación Scripps en Jupiter, Florida, han desarrollado un método basado en chips que crea vesículas de tamaño uniforme en forma de línea de ensamblaje. Con un tamaño de entre 20 y 70 micrómetros de diámetro, las vesículas son lo suficientemente grandes como para cargarse con ADN y la maquinaria bioquímica para que actúen como células sintéticas. El empaque sintético ayudará a los investigadores a estudiar las proteínas en las membranas celulares, que desempeñan papeles importantes como guardianes de la célula. Muchos medicamentos, por ejemplo, actúan sobre estas proteínas de la membrana o las usan de otra manera para ingresar a las células y hacer su trabajo.
Paegel y sus colegas quieren utilizar el sistema para crear proteínas de membrana con funciones nuevas y útiles. Desde un punto de vista evolutivo, son solo esta clase de moléculas realmente jugosas para apuntar a nuevas funciones, porque hacen toda esta química interesante, dice Paegel. Tradicionalmente, ha sido difícil trabajar con estas moléculas porque requieren una bicapa lipídica, la doble capa de moléculas grasas que forman la membrana celular, para funcionar. Una membrana celular sintética, como el tipo creado en el estudio, permite a los científicos albergar un solo gen, así como otros componentes bioquímicos para sintetizar esa proteína de membrana.
El enfoque basado en chips se basa en investigación previa en el que los científicos crearon membranas celulares a granel en una centrífuga. En el dispositivo de microfluidos del equipo de Scripps, las gotas de agua suspendidas en aceite viajan por una rama de un canal en forma de Y. El agua fluye por la otra rama, creando una interfaz agua-aceite cuando los dos líquidos se encuentran. Luego, el dispositivo empuja las gotas a través de la interfaz aceite-agua, donde se recubren con otra capa de lípidos para formar la membrana bicapa. Los investigadores publicado su trabajo en línea el mes pasado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .
El nuevo aspecto es la capacidad de producir estas vesículas liposomales gigantes de tamaño celular que son completamente uniformes en su tamaño y contenido. Nadie ha podido demostrar eso todavía en un sistema robusto, dice Wyatt Vreeland, ingeniero químico de investigación en la división de ciencias bioquímicas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Gaithersburg, Maryland. Esto nos permite comenzar a considerar la reconstitución de sistemas celulares in vitro de manera controlada para investigar cómo funcionan los diferentes componentes dentro de una célula.