Origami de ADN en nanotecnología

Utilizar las propiedades de autoensamble y reconocimiento molecular del ácido desoxirribonucleico (ADN) para la fabricación de nanoestructuras de un tamaño menor a 100 nanómetros, es el objetivo de las investigaciones del doctor Enrique Samano Tirado, especialista del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (Cnyn) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Ensenada.

El investigador explicó que la técnica que usa en sus estudios de ciencia básica es la denominada origami de ADN, orientada a la búsqueda de aplicaciones para dos grandes áreas: nanoelectrónica y plasmónica.

“La tendencia es que se requieren dispositivos electrónicos que sean más rápidos, más eficientes y con una mayor capacidad de almacenamiento, y el ejemplo número uno son los teléfonos inteligentes”, sostuvo.

El doctor Enrique Samano incursionó desde 2011 en el campo de la nanotecnología basada en ADN y actualmente uno de sus proyectos es financiado por el fondo de Investigación Básica SEP-Conacyt.

Legos de ADN

Para explicar cómo funciona la nanotecnología basada en ADN, Enrique Samano hace una analogía en la que el ADN es una pieza de Lego, con salientes y entradas en cada lado que pueden ser interconectadas con otras piezas.

“El ADN funge muy parecido, es ladrillo y mezcla al mismo tiempo. Además de ser el responsable de nuestra transferencia genética y hereditaria en los seres vivos, también puede ser utilizado como un material de construcción, inclusive a escala nanométrica, con esta tendencia que se llama bottom-up”, detalló.

Señaló que el ADN es capaz de hacer un puenteo entre materiales orgánicos e inorgánicos, lo que permite la construcción de circuitos integrados.

“Estás creando algo nuevo que no existe ni en la naturaleza ni en el entorno en el que nos encontramos hecho por el hombre, es algo totalmente novedoso, utilizando el ADN como ladrillo, como material de construcción”, subrayó el investigador.

¿Origami de ADN?

La técnica con la que es posible diseñar nanoestructuras con diferentes formas geométricas utilizando las cadenas sencillas y oligonucleótidos en el ADN, es conocida como origami de ADN.

Dr. Enrique Samano Tirado.E

Enrique Samano refirió que para sus investigaciones extrae el ADN de un virus altamente estudiado por la biología molecular.

“El origami de ADN es una nanoestructura basada en el genoma de este virus altamente estudiado por los biólogos, saben la secuencia y todas las enzimas, saben cómo cortarlo”, mencionó.

Detalló que una vez que se extrae el ADN, se obtiene una tira con la forma de serpentina y se buscan las regiones complementarias con otras serpentinas para pegarlas hasta conformar diferentes diseños.

Como parte de los resultados de sus proyectos vigentes y en colaboración con estudiantes, el doctor Enrique Samano ha obtenido diseños de nanoestructuras en forma de círculo y triángulo, en cuyos vértices y periferia se colocan partículas.

“Es hacer funcionales nanopartículas de oro, que sean complementarias a la extensión de grapas que se coloca sobre la estructura hecha con origami de ADN, para que vayan a ese sitio y se formen”, precisó.

¿Qué es la plasmónica?

Otra de las aportaciones desarrolladas en nanoelectrónica por el doctor Enrique Samano se sitúa en el campo de la plasmónica, enfocada en la elaboración de alambres a escala nanométrica en los que se pueda poner voltaje y medir las propiedades eléctricas de transporte.

“Por ejemplo, colocamos cuatro partículas en los vértices de un rectángulo, como un primer ejemplo de que esto se puede hacer. En este caso en particular, es una superficie de óxido de silicio porque es la superficie en la que, si esto llegara a aplicarse en electrónica, es el medio eléctrico ideal para construir circuitos integrados”, detalló el investigador.

Puntualizó que se ha considerado colocar una cubierta de oro, con un grosor controlado y sobre óxido de silicio, para hacer resonancias plasmónicas.

“Plasmónica sería tratar de tener control sobre la luz a escalas nanométricas, más allá del límite de difracción, entonces en lugar de tener una computadora que funciona con transporte eléctrico, ¿qué tal si hay una de fotones?, sería mucho más eficiente”, destacó.