Investigadores españoles diseñan moléculas sintéticas capaces de bloquear la replicación del VIH

Un equipo multidisciplinar de científicos de la Universidad Católica de Valencia, el Centro de Investigación Príncipe Felipe, la Universitad de València y el Instituto de SaludCarlos III ha conseguido por primera vez en el mundo crear moléculas sintéticas que bloquean la replicación del virus del SIDA e impiden la infección de las células.

La molécula de terfenilo (en azul) se une al mismo receptor que la proteína Rev (en rojo)./ ISCIII

Un equipo multidisciplinar de científicos procedentes de universidades y centros de investigación españoles ha conseguido por vez primera en el mundo diseñar moléculas sintéticas capaces de unirse al material genético del virus del SIDA y bloquear su replicación. El trabajo ha sido publicado recientemente por Angewandte Chemie International Edition, una de las revistas científicas más prestigiosas del mundo en el área de la química.

El estudio, liderado por José Gallego, investigador de la Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir, ha sido posible gracias a la colaboración de investigadores del Instituto de Salud Carlos III, la Universidad Católica de Valencia, el Centro de Investigación Príncipe Felipe y la Universidad de Valencia.

Las nuevas moléculas sintéticas diseñadas inhiben la salida del material genético del virus desde el núcleo de la célula infectada al citoplasma, por lo que se bloquea la replicación del virus y se impide la infección de otras células.

El material genético del virus del SIDA, o VIH1, está formado por ácido ribonucleico(ARN), y codifica varias proteínas que le permiten penetrar en las células humanas y multiplicarse dentro de las mismas. Los nuevos inhibidores del virus, denominados terfenilos, desarrollados por este grupo de científicos, fueron diseñados mediante ordenador para reproducir las interacciones de una de las proteínas codificadas por el virus, la proteína viral Rev.

De esta forma, los terfenilos se unen al receptor de Rev en el ARN viral impidiendo la interacción entre la proteína y su receptor de ARN. Esta interacción es necesaria para que el material genético del virus salga del núcleo de la célula infectada y, por tanto, resulta esencial para la supervivencia del VIH-1. El hecho de que los terfenilos bloqueen la salida del núcleo de la célula del material genético del virus evita la infección de otras células.

Este descubrimiento es el resultado de una estrecha colaboración entre tres grupos de investigación a lo largo de varios años. Así, los científicos de la Universidad Católica de Valencia se encargaron del diseño computacional y comprobaron experimentalmente que los terfenilos eran capaces de unirse al receptor de Rev en el ARN viral y de inhibir la interacción entre este ARN y la proteína.

Por su parte, las moléculas fueron sintetizadas en el laboratorio de química orgánica del profesor Santos Fustero en el Centro de Investigación Príncipe Felipe y la Universidad de Valencia. Asimismo, mediante experimentos con células infectadas por el virus, el grupo de José Alcamí en el Instituto de Salud Carlos III demostró que los inhibidores bloquean la replicación del VIH-1 e inhiben la función de la proteína Rev, confirmando así la validez de los modelos generados mediante ordenador.

Relevancia del trabajo      

Tradicionalmente, las empresas farmacéuticas se han centrado en el desarrollo de fármacos que actúan sobre dianas proteicas, ya que el abordaje de receptores constituidos por ARN es considerablemente complejo.

Aunque varios antibióticos de origen natural actúan a nivel de ARN ribosómico bacteriano, hasta ahora no había sido posible diseñar mediante ordenador una nueva entidad química de origen sintético que fuera capaz de unirse a una diana formada por ARN y ejercer un efecto farmacológico relevante. Las estructuras terfenílicas identificadas en este estudio podrían abrir nuevas vías para abordar otras dianas terapéuticas constituidas por ácidos nucleicos.

Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).

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Las bacterias del salar boliviano de Uyuni esconden bioplástico

En el mayor desierto continuo de sal del mundo, situado en Bolivia, investigadoras de la Universidad Politécnica de Cataluña han encontrado una bacteria que almacena grandes cantidades de un preciado polímero, el PHB. Las industrias alimentaria y farmacéutica emplean este plástico biodegradable para, por ejemplo, fabricar nanoesferas que transportan antibióticos.

Los ‘ojos’ de agua del salar de Uyuni albergan a las bacterias. / Nico Kaiser

En la búsqueda de polímeros naturales que sustituyan a los plásticos derivados del petróleo, los científicos acaban de descubrir que un microorganismo de Sudamérica produce poli-beta-hidroxibutirato (PHB), un compuesto biodegradable de interés en las industrias alimentaria, farmacéutica, cosmética y del embalaje.

La protagonista es la bacteria Bacillus megaterium uyuni S29, una cepa que produce la mayor cantidad de polímero del género. Se ha localizado en los ‘ojos’ de agua del famoso salar de Uyuni, en Bolivia.

“Son ambientes muy extremos que favorecen la acumulación intracelular de PHB, un material de reserva que la bacteria utiliza en épocas de escasez de nutrientes”, explica a SINC la doctora Marisol Marqués, microbióloga de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).

Científicos de la UPC y de la Universidad Tecnológica de Graz (Austria) han conseguido que el bacilo produzca en el laboratorio cantidades significativas del compuesto en condiciones de cultivo similares a las de la industria. La técnica se publica en las revistas Food Technology & Biotechnology y Journal of Applied Microbiology.

“El biopolímero resultante tiene propiedades térmicas diferentes a los PHB convencionales, lo que hace que se pueda procesar de una forma más fácil, independientemente de su aplicación”, destaca Marqués.

La investigadora reconoce que los costes de producción de los biopolímeros son, en general, “todavía elevados y no competitivos si se comparan con los polímeros convencionales, aunque se está avanzando en este sentido”.

El equipo ha conseguido, por primera vez, reducir el elevado peso molecular del PHB mediante enzimas lipasas –disgregan las grasas–, así como utilizar el biopolímero para formar nano y microesferas cargadas con antibiótico para poder controlar su difusión por el organismo.

Referencia bibliográfica:

A. Rodríguez-Contreras, M Koller, M. Miranda de Sousa Dias, M. Calafell, G. Braunegg, M. S. Marqués-Calvo. “Novel Poly[(R)-3-Hydroxybutyrate]-Producing Bacterium Isolated from a Bolivian Hypersaline Lake”. Food Technology & Biotechnology 51 (1): 123-130, 2013.

A. Rodríguez-Contreras, M. Koller, M. Miranda-de Sousa Dias, M. Calafell, G. Braunegg, M. S. Marqués-Calvo. “High production of poly(3-hydroxybutyrate) from a wild Bacillus megaterium Bolivian strain. Journal of Applied Microbiology 114 (5):1378-87, 2013.

Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).

Henry Cavendish

Henry Cavendish (1731 – 1810)

Henry Cavendish (1731 – 1810) fue un notable físico y químico que, entre otras cosas, demostró que el agua estaba compuesta de oxigeno (aire deflogistizado lo llamaban por entonces) e hidrógeno (flogisto) o cual era el peso de la Tierra (con extraordinaria exactitud). Extremadamente tímido hasta lo patológico se aisló del mundo hasta el extremo de insistir a sus criados que se comunicaran con él por escrito, su desinterés por la fama y la fortuna, aunque era nieto de un duque y durante gran parte de su vida fue uno de los hombres mas ricos de Inglaterra, su ingenuidad y la incomprensión hacia las relaciones humanas son realmente únicas. En la biografía que le dedico George Wilson en 1851 se pueden leer cosas como esta:

No amó; no odió; no albergo esperanza de ningún tipo; no tuvo miedos; no veneró nada ni a nadie. Se aparto de los demás y, aparentemente, de Dios. No había nada apasionado, entusiasta, heroico o caballeroso en su naturaleza, y tampoco había nada mezquino, sórdido o innoble. Carecía prácticamente de pasiones. Todo aquello que para comprender precisaba otra cosa que no fuera el puro intelecto, o exigiera el ejercicio de la fantasía, la imaginación, el afecto o la fe, le resultaba desagradable a Cavendish. Todo lo que descubro al leer sus diarios es una mente puramente intelectual, unos ojos maravillosamente agudos que observan y un par de manos muy diestras que experimentan o toman notas. Su cerebro parece haber sido una maquina de calcular; sus ojos, puros instrumentos de visión, no fuentes de lagrimas; sus manos instrumentos para la manipulación que jamás temblaron de emoción, ni se juntaron para adorar, dar gracias o desesperarse; su corazón no fue mas que un órgano anatómico, necesario para la circulación de la sangre…

Cavendish no se sentía por encima de los demás con un espíritu orgulloso o altanero, negándose a considerarlos sus semejantes. Se sentía separado de ellos por un enorme abismo que ni él ni ellos podían cruzar, y a través del cual de nada servia tender manos o intercambiar saludos. Una sensación de estar aislado de sus semejantes le hacia evitar su compañía y su presencia, pero lo hacia consciente de que era una enfermedad, no jactándose de ser alguien superior. Era como un sordomudo que se sentía aparte de los demás, y cuyas expresiones y gestos muestran que esa gente esta diciendo algo y escuchando música y palabras elocuentes, que él es incapaz de producir ni recibir. Sabiamente, por tanto, se mantuvo apartado, se despidió del mundo y se impuso los votos del Anacoreta Científico, y, al igual que los monjes de antaño, se encerró en su celda. Era un reino suficiente para él, y desde su estrecha ventana veía toda la parte del Universo que le interesaba. Era también un trono, desde el que dispensaba regios obsequios a sus semejantes. Fue uno de esos benefactores de su raza que jamás recibieron gratitud, y sirvió y enseño con paciencia a la humanidad, mientras ésta se apartaba de su frialdad o se burlaba de sus rarezas…No fue Poeta, ni Sacerdote, ni Profeta, sino simplemente una Inteligencia fría y lucida que emitía una pura luz blanca, que iluminaba todo lo que tocaba, pero sin calentar nada: una Estrella de segunda, sino de primera magnitud, en el Firmamento Intelectual”.

Oliver Sacks se pregunta qué patología podía tener este hombre; concluye que posiblemente padecía un “autismo genial único”

Fuentes: Oliver Sacks. El tío Tungsteno y Wikipedia.

Un microscopio permite visualizar en detalle los enlaces de las moléculas

Un equipo internacional, con participación de científicos de la Universidad de Santiago de Compostela, ha logrado observar con gran precisión enlaces químicos de moléculas individuales gracias a la microscopía de fuerza atómica. Según el estudio, la capacidad de medir la fuerza y la longitud de los enlaces será una herramienta útil en nanociencia y nanotecnología.

El nuevo método está basado en la microscopía de fuerza atómica y permite observar la longitud y la fuerza de los enlaces de diferentes moléculas. Imagen: IBM Research Zurich

Una investigación de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), en colaboración con el IBM Research-Zurich (Suiza) y el Centro Nacional de Investigación Científica de Tolouse (Francia), ha permitido desarrollar una técnica para distinguir enlaces químicos individuales. El método, publicado en la revista Science, está basado en la microscopía de fuerza atómica y permite observar la longitud y la fuerza de los enlaces de diferentes moléculas.

Diego Peña, uno de los autores del estudio, explica a SINC que se trata de “una poderosa herramienta para controlar nuestro entorno en la escala atómica”, y añade que la nueva técnica “permite estudiar con gran precisión los diferentes enlaces dentro de moléculas individuales de determinados hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs) y nanografenos adsorbidos sobre diferentes superficies”.

Además, el investigador dice que estos enlaces entre átomos “muestran pequeñas diferencias en función de la estructura global de la molécula. Pequeñas diferencias que tienen un gran impacto en sus propiedades optoelectrónicas y químicas”.

Los miembros españoles del equipo, Diego Peña, Alejandro Criado y Enrique Guitián, de la USC, fueron los “encargados de la síntesis de moléculas adecuadas para poder desarrollar la técnica”, en palabras de Peña.

Posibles aplicaciones

Este método permitirá identificar moléculas individuales con gran precisión, y observar su comportamiento químico y físico de forma aislada. Para Peña, “la técnica ayudará a fabricar dispositivos electrónicos basados en el grafeno. Pero como suele ocurrir en ciencia, las aplicaciones más espectaculares ni siquiera las podemos prever”.

Junto con este estudio, la revista Science publica también un artículo firmado por el investigador español Rubén Pérez, de la Universidad Autónoma de Madrid, en el que se describe “el contexto científico, los logros del trabajo y  sus posibles implicaciones”, en palabras del propio autor para SINC.

Pérez asegura que el estudio “no tiene aplicaciones prácticas directas, pero nos puede ayudar a comprender los fundamentos microscópicos de los procesos que se dan en campos con aplicaciones tecnológicas directas, como la electrónica molecular o la catálisis química”.

Referencia bibliográfica:

Leo Gross, Fabian Mohn, Nikolaj Moll,Bruno Schuler, Alejandro Criado, Enrique Guitián, Diego Peña, André Gourdon, Gerhard Meyer. “Bond-Order Discrimination by Atomic Force Microscopy”. Science Vol. 337, 14 de septiembre de 2012, p. 1326-1329

Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).

Crean la primera molécula artificial que descompone el agua tan rápido como la naturaleza

Un equipo internacional de científicos diseña un catalizador de rutenio capaz de descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. El proceso es tan eficiente como el que se da de forma natural en las plantas. Los resultados de esta investigación representan un gran avance en la obtención de hidrógeno, un elemento que puede ser una alternativa a los combustibles fósiles.

Gota de agua agua. Imagen: JCarlosN

“Por primera vez somos capaces de realizar la reacción de oxidación de agua de manera tan rápida y eficiente como la propia naturaleza” explica a SINC Antoni Llobet, coautor de una investigación internacional publicada en la revista Nature Chemistry. Este descubrimiento puede tener implicaciones en el avance de las energías renovables.

La molécula creada por el investigador Llobet, del Instituto Catalán de Investigación Química, y sus colegas es un catalizador de rutenio. La velocidad a la que actúa este compuesto es equiparable al del Fotosistema II, la enzima que realiza esta reacción química en las plantas verdes.

La fotosíntesis de las plantas es capaz de producir hidrógeno y oxígeno a partir del agua y la luz solar. Reproducir artificialmente este proceso es de un gran interés para la comunidad científica, ya que, según afirma Llobet: “Abre la posibilidad de crear nuevas formas de obtención de energía limpia”. El hidrógeno se postula como alternativa sostenible a los combustibles fósiles, máximos responsables del efecto invernadero

Descomposición del agua

 La descomposición del agua en sus dos elementos constitucionales, hidrógeno y oxígeno, tiene lugar mediante dos reacciones químicas secuenciales. La primera es la oxidación de la molécula de agua. Este primer paso genera oxígeno y tiene un alto requerimiento energético. Después, le sigue una reacción que produce hidrógeno.

Una manera de disminuir la energía necesaria para que se produzca una reacción es la utilización de un catalizador. “Es una sustancia que permite aumentar la velocidad de una reacción sin que este, el catalizador, se consuma” cuenta Lobet.

“Hace ya más de diez años que trabajamos en este campo y somos uno de los grupos pioneros a nivel mundial en el tema –apunta Llobet–. Aunque uno nunca sabe nunca cuánto va a tardar en conseguir un determinado objetivo, nos sorprendió lograrlo en relativamente poco tiempo”.

Referencia bibliográfica:

Duan L.; Bozoglian F.; Mandal S.; Stewart B.; Privalov T.; Llobet A.; Sun L. “A molecular ruthenium catalyst with water-oxidation activity comparable to that of photosystem II”. Nature Chemistry. Marzo 2012. DOI: 10.1038/NCHEM.1301

Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).

Descubren que los planetas ‘gemelos’ de la Tierra pueden ser muy diferentes

Un equipo internacional en el que ha participado el IAC descubre que las composiciones químicas de los planetas tipo terrestre pueden ser muy distintas a la de la Tierra.

En el trabajo se ha estudiado el sistema planetario gobernado por la estrella 55Cnc, en el que el planeta análogo a la Tierra, su gemelo, presenta una composición química muy distinta. //NASA

Poder determinar las abundancias químicas en la formación de sistemas planetarios constituye la clave para identificar los planetas con alguna posibilidad de que exista vida

Cada vez que se hace público el descubrimiento de algún planeta extrasolar similar a la Tierra, vuelve a aparecer la expectativa de la posibilidad de vida extraterrestre. Sin embargo, estos gemelos de la Tierra no siempre son tan parecidos al planeta azul. Un equipo internacional con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha descubierto que la estructura química de los planetas de tipo terrestre puede ser muy diferente de la composición básica de la Tierra, lo que tendría un gran impacto en la existencia y la formación de las biosferas.

Es decir, según el trabajo que acaba de publicar la revista The AstrophysicalJournal Letters en su versión digital y cuya edición impresa aparecerá el próximo 1 de marzo, no todos los planetas semejantes a la Tierra presentan las condiciones necesarias para que exista vida en ellos.

El investigador del IAC que dirige el proyecto, Garik Israelian, explica: “Probablemente hay miles de millones de planetas como la Tierra en el universo, pero una gran mayoría de ellos podrían tener una estructura interna y atmosférica completamente distintas. La formación de planetas en entornos químicos no solares, muy comunes en el universo, puede dar lugar a la formación de mundos extraños, ¡muy diferentes de la Tierra!”.

Estudiar las abundancias químicas en la fotosfera de las estrellas [superficie luminosa que las delimita, de la que viene la luz que vemos y de donde emana su radiación] constituye la clave para entender cómo y cuáles de las nubes protoplanetarias forman planetas o no. Estos estudios también sirven para investigar la composición y estructura tanto interna como atmosférica de los planetas extrasolares. Son importantes a su vez para elaborar modelos de formación y evolución planetaria.

Los elementos fundamentales para que aparezcan moléculas orgánicas y vida en un planeta son el carbono, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno. Para la formación de un planeta como la Tierra también sería necesario contar con hierro, silicio y magnesio, además de azufre, calcio, etc. Por último, no hay que olvidar que para la generación de calor en el interior de la tierra son muy importantes los elementos radiactivos, como el uranio 235 y 238, el torio 232 y el potasio 40. Los elementos radiactivos son los más inestables de la tabla periódica y al desintegrarse producen calor.

Existen estudios teóricos que sugieren que las proporciones de carbono/oxígeno y magnesio/silicio son las más importantes para determinar la mineralogía de los planetas de tipo terrestre, dado que suministran una información valiosa sobre la composición de estos planetas. En este campo de investigación extremadamente joven, con muy pocos trabajos publicados, el equipo de Jade Carter-Bond, del Planetary Science Institute, realizó en 2010 las primeras simulaciones numéricas de formación de planetas que tenían en cuenta la composición química de la nube protoplanetaria.

Sistemas diferentes al del Sol

Desde el IAC, donde se proporcionan datos observacionales y se discuten los resultados de los modelos teóricos, el equipo encabezado por la investigadora Elisa Delgado Mena, del Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto, desarrolló el primer estudio uniforme detallado de las abundancias de carbono, oxígeno, magnesio y silicio en 61 estrellas con planetas y 270 estrellas sin planetas. En este trabajo se encontraron cocientes mineralógicos muy diferentes a los del Sol mostrando que hay una gran variedad de sistemas planetarios que no son similares a nuestro Sistema Solar. Muchas de las estrellas con planetas presentaban un valor de magnesio/silicio menor que 1, por lo que sus planetas tendrán un gran contenido extra de silicio.

“La cantidad de elementos radiactivos y algunos refractarios, especialmente el silicio, puede tener graves implicaciones para ciertos procesos planetarios como la tectónica de placas o la actividad volcánica”, señala Israelian. El magma rico en silicio es más viscoso, lo que haría las erupciones volcánicas más explosivas.

Las últimas simulaciones numéricas han mostrado una gran diversidad en las composiciones básicas de los planetas de tipo terrestre que podrían existir en los sistemas planetarios estudiados. Los planetas simulados en sistemas con un cociente magnesio/silicio menor que 1 resultaron ser deficientes en magnesio en comparación con la Tierra, con silicatos como piroxeno y varios feldespatos. Las abundancias de carbono de los planetas simulados también varían en concordancia con el valor de carbono/oxígeno de sus estrellas progenitoras.

Planetas donde no puede haber vida

Para Delgado Mena, “a la hora de buscar planetas habitables, sería muy útil un estudio previo de las abundancias químicas de los sistemas planetarios, ya que podríamos descartar ciertos tipos de planetas en los que la formación de vida sería muy improbable, como aquellos ricos en carbono, dominados por especies como dominados por especies como el grafito o los carburos de silicio o de titanio”. Los compuestos ricos en carbono son muy refractarios, lo que significa que solidifican a muy alta temperatura. Cuando el disco gaseoso protoplanetario alrededor de una estrella se está enfriando, estos elementos son los primeros en solidificar muy cerca de la estrella, donde es muy improbable que exista agua en forma de hielo (uno de los indicios de la vida), aunque no se puede descartar la adición de agua mediante cometas en fases más tardías.

Gracias a las simulaciones de sistemas planetarios, también se ha visto que los planetas más interiores, situados hasta una distancia de 0,5 unidades astronómicas (UA) de su estrella, [una unidad astronómica es aproximadamente igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol] contienen una cantidad significativa de los elementos refractarios aluminio y calcio: un 47% de la masa planetaria. En cambio, los planetas que se forman más allá de 5 UA disminuyen progresivamente su cantidad de aluminio y calcio según se va incrementando la distancia.

Todos los planetas gemelos a la Tierra considerados en este trabajo tienen composiciones dominadas por el oxígeno, el hierro, el magnesio y el silicio, con la mayoría de estos elementos depositados en forma de silicatos o metales, como el hierro.

Otro de los miembros del equipo, el astrofísico del IAC Jonay González Hernández resume la labor del grupo en la actualidad: “Estamos trabajando para disminuir los errores en la determinación de abundancias y hacer que los resultados de los modelos teóricos y las simulaciones numéricas sean más fiables, pero todavía queda mucho trabajo por hacer”.

Para más información y entrevistas:

Garik Israelian. Instituto de Astrofísica de Canarias. (gil@iac.es) / 922 605258

Junto a los investigadores del IAC Garik Israelian, Elisa Delgado Mena (actualmente en Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto) y Jonay I. González Hernández, el equipo está compuesto por los investigadores del Planetary Science Institute Jade Carter-Bond y David O’Brien, en Tucson, Arizona (EEUU), y Nuno C. Santos, de la Universidad de Porto (Portugal).

Referencia del artículo: Carter-Bond, Jade C., O’Brien, David P., Delgado Mena, Elisa, Israelian, Garik; Santos, Nuno C., & González Hernández, Jonay I . /Low Mg/Si Planetary Host Stars and Their Mg-depleted Terrestrial Planets./*The Astrophysical Journal Letters*, 747, L2, 2012

Sitio web del proyecto: http://www.iac.es/proyecto/abuntest/

Nota de prensa publicada en la web del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

 

En busca de los azúcares que originaron la vida

Un grupo de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) ha conseguido aislar y caracterizar un azúcar en fase gas por primera vez en la historia. Los azúcares tienen un enorme interés bioquímico debido a la importancia y diversidad de las funciones que desempeñan: sirven de almacenes de energía y son el combustible de varios sistemas biológicos; forman parte del ADN y del ácido ribonucleico (ARN) y además juegan un papel clave en los procesos celulares.

En la imagen, Francisco J. Basterretxea, Fernando Castaño, Emilio J. Cocinero y José Andrés Fernández. Sentada, Patricia Écija.

Recientemente el interés de los azúcares también se ha acrecentado en la cosmoquímica, más en concreto, en la búsqueda de material fundamental para el origen de la vida en el espacio interestelar. Hallar ese material fundamental ayudaría también a comprender cuál fue el mecanismo del origen de la vida en la Tierra.

Los azúcares más elementales, de 2 y 3 unidades de carbono, ya han sido encontrados en nubes y meteoritos. Sin embargo, no ha sido posible la detección de azúcares más complejos en el espacio debido a la ausencia de información precisa sobre su estructura. Y esa información la deben proporcionar los laboratorios de investigación.

Muchos eran los grupos en el mundo en la carrera por detectar el primer azúcar en fase gas utilizando técnicas en alta resolución. Los problemas surgían al intentar vaporizarlo debido a las inestabilidades térmicas provocadas por la pérdida de agua. “

Sólo si evitas los procesos de descomposición por deshidratación y consigues aislar el azúcar, sorteando así las alteraciones producidas por las moléculas vecinas, estarás en disposición de caracterizar su estructura”, explica Emilio José Cocinero, investigador del Departamento de Química Física de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea. Con su último estudio se han convertido en los primeros en el mundo que han logrado observar un azúcar, la ribosa, en fase gas, y caracterizar varias de sus estructuras.

Identificación de su estructura

“Los azúcares son moléculas super flexibles que pueden adoptar muchas y muy diferentes configuraciones. Nosotros hemos conseguido detectar las seis estructuras más estables de la ribosa libre”, explica el investigador. Sin embargo, todas las estructuras detectadas presentan ciclos de seis miembros, es decir, se trata de estructuras muy diferentes a las que presentan la ribosa o sus derivados en el ARN o en el ADN, donde aparece en ciclos de cinco miembros.

“Como el material genético tiene una configuración diferente, es poco probable que los primeros seres vivos contuvieran ribosa. La inestabilidad térmica y la preferencia por anillos de 6 miembros parecen excluir la posibilidad que los primeros materiales genéticos estuvieran formados por este azúcar”, concluye Emilio José Cocinero. Una vez abierta la puerta de como poder estudiar los azúcares en fase gas, será más “fácil” obtener información sobre el papel de los azúcares en los primeros seres vivos.

La investigación dirigida por Cocinero ha contado con la participación de Patricia Écija, Francisco José Basterretxea, José Andrés Fernández y Fernando Castaño, de la UPV/EHU, y la colaboración de Alberto Lesarri, de la Universidad de Valladolid, y de Jens-Uwe Grabow, de la Universidad de Hannover (Alemania) y ha sido realizada íntegramente con un equipo construido en la Universidad del País Vasco. En concreto, para observar la ribosa en fase gas han utilizado espectroscopía de microondas combinada con vaporización láser ultrarrápida con luz ultravioleta. No sólo la han aislado y observado, sino que también han detectado y caracterizado seis estructuras diferentes de la ribosa.

El artículo “Ribose Found in the Gas Phase”, que publica la revista Angewandte Chemie International Edition, ocupará la portada del número de abril y ha sido destacado en la versión on-line. Esta publicación tiene un índice de impacto del 12.730, lo que la convierte en la más importante en el área de Química.

Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).