Origami

Por Javier Díaz-Romeral

Si hablamos de origami seguro que a todos nos viene a la memoria la representación de algún animal, resultado de plegar y desplegar innumerables veces una hoja de papel para conseguir la forma deseada. Todo ello sin usar ni pegamento ni tijeras. Personalmente, intenté seguir lo que parecía una sencilla guía para dar forma a un gracioso maestro Yoda, pero el resultado no fue muy distinto de una bola de papel arrugada. 

Sin embargo, existe una técnica de origami mucho más especial, que utiliza como base de trabajo un sustrato mucho más sorprendente: el ADN. Sí, el mismo ADN que corre por nuestras venas y que define todo lo que somos. 

En 2006, hace ya poco más de 10 años, el investigador e ingeniero en biotecnología de Caltech Paul Rothemund publicó en Nature un artículo donde demostraba un sistema con el que podía plegar cadenas simples de ADN para obtener formas determinadas. A partir del genoma de un virus, el bacteriófago M13, compuesto por más 7000 pares de bases nitrogenadas y cuya secuencia es conocida, Rothemund se las ingenió para desarrollar pequeñas cadenas de ADN que funcionarían como grapas plegando la cadena principal una y otra vez para llegar a la forma deseada con máxima precisión. Para esta prueba de concepto utilizó lo que a primera vista pueden parecer formas sencillas, pero que están cargadas de tecnología de primer nivel.

En la siguiente imagen podemos ver lo que sería la definición de la cadena de ADN sobre el papel y cómo se definen las zonas de plegado para dar lugar a la forma del smile. El diámetro de esta figura de ADN son 100 nanómetros, aproximadamente una milésima parte del grosor de un pelo humano. En una gota de agua tendríamos aproximadamente 50 billones de estas caras sonrientes.

Lo realmente rompedor es que la técnica es relativamente sencilla. Una vez que tenemos la cadena de ADN y las grapas (también de ADN), basta con añadir todo el conjunto a una solución para estabilizar las cadenas de y después de calentar y enfriar esta mezcla, las cadenas se van uniendo debido a las propiedades del propio ADN dando lugar a la forma deseada.

Imagen de los smile utilizando un microscopio de fuerza atómica.

Distintas formas presentadas por Rothemund en el artículo original de Nature en 2006.

En el siguiente video publicado por Nature el pasado mes de marzo como conmemoración de la publicación original, podemos ver de manera audiovisual la idea básica detrás del proceso propuesto.


Además, como muestra del valor y el impacto de la ciencia en el arte, el Museo de Arte Moderno de Nueva York (MoMA) se hizo eco del trabajo en DNA Origami y expuso varias de las imágenes obtenidas mediante el uso del microscópio de fuerza atómica en la colección Design and the elastic mind.

Mapa creado mediante DNA Origami.

Pero esta forma de usar el ADN como bloque estructural de construción va mucho más allá de la creación de arte de alta tecnología. Nos permite pensar en las posibilidades que nos plantea como sustrato para el desarrollo de la nanotecnología con la que fabricar maquinaria biológica de precisión. Es una tecnología emergente en plena ebullición que como el arte, también nos permite soñar. 

Para saber más:

Créditos de las imágenes: Paul Rothemund

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