Un grupo de investigadores del Departamento de Física de la Universidad McGill ha desarrollado un innovador dispositivo que permite atrapar y estudiar moléculas de ADN sin necesidad de tocarlas o dañarlas. Este avance, que utiliza campos eléctricos cuidadosamente ajustados, ofrece a los científicos un control sin precedentes sobre el comportamiento del ADN en tiempo real. Las implicaciones de esta tecnología son significativas, ya que podría acelerar el análisis molecular, mejorar los diagnósticos, facilitar el mapeo del genoma y contribuir a la investigación de moléculas relacionadas con enfermedades.
El estudiante de doctorado Matheus Azevedo Silva Pessôa, investigador en nanofluidos, fue el encargado de desarrollar esta herramienta en colaboración con sus compañeros en el laboratorio de Nanobiophysics del profesor Walter Reisner. Investigadores del laboratorio de Bioingeniería de la profesora Sara Mahshid, junto con la startup de tecnología genómica Dimension Genomics y la Universidad de California en Santa Bárbara, también han participado en este proyecto. El trabajo ha sido publicado en la revista Science Advances bajo el título «Captura de moléculas individuales, liberación y manipulación dinámica a través de confinamiento electrocinético reversible (RECON)».
Control eléctrico del ADN
Según Pessôa, los modelos anteriores requerían un control mecánico para atrapar moléculas, lo que a menudo resultaba en la rotura de estas. «Era necesario confinar las moléculas en una ranura y luego inducir mecánicamente una tapa para empujarlas dentro de un pozo. Sin embargo, el control sobre la posición de estas moléculas era extremadamente limitado», explica el investigador. En contraste, el nuevo dispositivo permite modulación rápida y suave de cada molécula de ADN, aprovechando sus propiedades eléctricas inherentes para guiarlas hacia un pequeño pozo.
La innovación radica en que, a diferencia de investigaciones anteriores donde se empleaban altos voltajes que podían causar diversos problemas, el nuevo dispositivo permite ajustar el voltaje eléctrico a una frecuencia específica, similar a sintonizar una radio AM. Este control preciso facilita la captura del ADN sin ocasionar daños. Además, los científicos pueden liberar las moléculas a voluntad y observar su comportamiento en tiempo real. «Podemos ver las dinámicas específicas del ADN, ya que podemos confinar las moléculas durante el tiempo que deseemos sin romperlas y observar qué sucede cuando se modifica el campo eléctrico utilizado para atraparlas», añade Pessôa.
La manipulación del ADN a esta escala podría también acelerar reacciones químicas, como la apertura de liposomas, que son transportadores a base de grasa comúnmente utilizados en la entrega de medicamentos, permitiendo así a los científicos estudiar más a fondo estas dinámicas. Esta plataforma tiene el potencial de simular ambientes celulares, lo que la convierte en una herramienta poderosa tanto para el diagnóstico como para el descubrimiento científico.
El investigador figura entre los inventores de la solicitud de patente provisional de Dimension Genomics para este dispositivo, lo que subraya la relevancia de este avance en el campo de la biotecnología.
Más información: Matheus A. S. Pessôa et al, Single-molecule capture, release, and dynamical manipulation via reversible electrokinetic confinement (RECON), Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adv8863
