Ricerche

In un nuovo studio, dei ricercatori riferiscono la creazione di una molecola artificiale con superpoteri. Ha il potenziale di rivoluzionare la nanotecnologia, e spiega anche uno degli enigmi intriganti della natura: perché abbiamo una mano destra e una sinistra?

Quando gli scienziati hanno scoperto il DNA e hanno imparato a controllarlo, c'è stata una rivoluzione non solo per la scienza, ma anche per la società. Oggi i ricercatori e l'industria medica creano di routine strutture artificiali del DNA per vari scopi, compresa la diagnosi e la cura delle malattie.

Ora, un gruppo di ricerca internazionale riferisce su Nature Communications di aver creato una potente supermolecola con la possibilità di rivoluzionare ulteriormente la scienza.

I ricercatori descrivono la loro supermolecola come un matrimonio tra DNA e peptidi. Il DNA è una delle biomolecole più importanti, così come lo sono i peptidi; le strutture peptidiche sono usate, tra l'altro, per creare proteine ​​artificiali e varie nanostrutture.

Il coautore senior Chenguang Lou, professore associato nel Dipartimento di Fisica, Chimica e Farmacia dell'Università della Danimarca Meridionale, spiega:

"Se si combinano queste due [biomolecole], come abbiamo fatto noi, si ottiene uno strumento molecolare molto potente, che può portare alla prossima generazione di nanotecnologie; può permetterci di produrre nanostrutture più avanzate, ad esempio, per rilevare le malattie".

La causa del morbo di Alzheimer

Secondo i ricercatori, un altro esempio è che questa unione di peptidi e DNA può essere usata per creare proteine ​​artificiali, che saranno più stabili e quindi più affidabili rispetto alle proteine ​​naturali, che sono vulnerabili al calore, agli UV, ai reagenti chimici, ecc.

Il secondo autore senior Hanbin Mao, professore di Chimica e Biochimica alla Kent State University (Ohio/USA), dice:

"Il prossimo passo sarà indagare se può essere usata per spiegare la causa dell'Alzheimer, di cui sono colpevoli dei peptidi malfunzionanti".

Il lavoro di ricerca riporta le proprietà meccaniche di una nuova struttura composta da tre strutture di DNA bloccate e tre strutture peptidiche bloccate. Può sembrare semplice, ma è ben lungi dall'esserlo.

Destra e sinistra in natura

È raro in natura che strutture di DNA e peptidi siano legate chimicamente come lo è questa nuova struttura. In natura, spesso si comportano come cani e gatti, anche se alcune interazioni fondamentali sono essenziali per qualunque organismo vivente.

Una possibile ragione per questo è la cosiddetta chiralità, chiamata a volte anche dominanza manuale. Tutte le strutture biologiche, dalle molecole al corpo umano, hanno una chiralità fissa; pensiamo al nostro cuore, che è sempre a sinistra nel corpo. Il DNA è sempre destrorso e i peptidi sono sempre sinistrorsi, così che cercare di combinarli è un compito molto impegnativo.

Cambiare da sinistra a destra

"Immagina di voler mettere una sopra l'altra le tue mani, facendo corrispondere ogni dito, con entrambi i palmi rivolti nella stessa direzione. Scoprirete che è impossibile farlo. Puoi farlo solo se riesci a modificare le due mani per avere la stessa chiralità", dice Hanbin Mao.

Questo è proprio ciò che ha fatto il team di ricerca; ha alterato la chiralità del peptide, passandola da sinistra a destra, così da adattarla alla chiralità del DNA e a lavorare con esso, invece di respingerlo.

"Questo è il primo studio a dimostrare che la chiralità del DNA e delle strutture peptidi può comunicare e interagire, quando cambia la loro dominanza manuale", dice Chenguang Lou.

Allora, perché abbiamo una mano sinistra e una destra?

I ricercatori riferiscono anche di essere i primi a dare una risposta al perché il mondo biologico è chirale:

"La risposta è l'energia: il mondo chirale richiede la minore energia per mantenere, quindi è il più stabile", dice Hanbin Mao.

In altre parole: la natura cercherà sempre di impiegare meno energia possibile.