O recoñecemento de patróns é o mecanismo utilizado polos mamíferos na recepción olfativa. De feito, os seres humanos poden detectar miles (ou millóns) de cheiros con só centos de receptores olfativos. Incompatible co recoñecemento un a un, o sistema olfativo xera patróns de resposta que configuran unha sensación de aroma único no cerebro. Noutras palabras, en resposta á detección dunha molécula de cheiro, os receptores olfativos “xeran” un patrón que é recoñecido no cerebro. Isto coñécese como sensores de recoñecemento de patróns.
Esta metodoloxía, ten por tanto, un enorme potencial para a amplificación das diferenzas en moléculas moi similares. Esta realidade inspirou aos investigadores da USC para desenvolver o seu propio sistema de detección baseado por exemplo na química receptor/substrato.
Con todo, neste traballo os investigadores do CIQUS empregaron o transporte de moléculas de ADN a través de membranas de lípidos (como as membranas celulares) para xerar diferentes patróns de transporte. A súa hipótese era que se un ADN longo transportase rápido e a baixa concentración, e un ADN curto é transportado lentamente e nunha concentración elevada, poderíanse utilizar estes comportamentos diferentes para detectar e diferenciar as moléculas de ADN.
A revista Small recolle este traballo dos investigadores Priegue e Montenegro, dirixidos por Granja Guillán
Os resultados deste estudo demostraron que a amplificación das diferenzas observadas durante os eventos de transporte permitiu a diferenciación do ADN cunha excelente resolución dun só nucleótido. O interese destes resultados radica en que poden servir de modelo na fabricación de moitos sistemas de detección baseados en patróns para calquera outro polímero de importancia biolóxica (ADN, ARN…), o cal representa hoxe en día un reto moi importante na bioquímica.
Este traballo, que vén de ser destacado pola revista Small na súa sección de Frontispicio, foi desenvolvido totalmente no CIQUS polo estudante de doutoramento Juan M. Priegue en colaboración co investigador postdoutoral Javier Montenegro e baixo a dirección do catedrático do Departamento de Química Orgánica da USC Juan R. Granja Guillán.
Sinais fluorescentes
A detección e identificación de polímeros de interese biolóxico, tales como ADN ou ARN, segue sendo un reto importante na bioquímica. O transporte de polianiones (é dicir, ADN) a través da membrana de liposomas cargados con fluoróforos pode ser activado por pequenas moléculas anfifílicas catiónicas (activadores). Os sinais fluorescentes correspondentes obtidos neste tipo de experimentos de transporte son diferentes, dependendo das moléculas empregadas para activar o transporte de ADN.
O sistema xenera patróns de recoñecemento de polímeros de interese biolóxico
Estas diferenzas no transporte pódense utilizar, polo tanto, para xerar patróns de fluorescencia que resultan ser distintivos para pequenos activadores non iónicos similares. Con este fin, este protocolo permite a diferenciación de analitos similares por medio de protocolos da xeración do patrón / de recoñecemento.
Os investigadores confirman neste novo traballo que a mesma metodoloxía tamén pode ser usada para xerar patróns de resposta a doses únicas de diferentes polímeros aniónicos (ADN, ARN) de relevancia biolóxica. Para iso, deseñaron “de novo” e desenvolveron unha estratexia de síntese para a preparación de oximas dinámicos-anfífilos para a activación de transporte de ADN a través das bicapas lipídicas.
As impresións dixitais fluorescentes (diagrama de doses e resposta) xeradas en experimentos de transporte de vesículas permite a diferenciación dunha colección de biopolímeros cunha excelente capacidade de reprodución e precisión, até a resolución dun só nucleótido en oligonucleótidos de cadea simple curta.
