La «música secreta de la vida», al descubierto

Utilizando un microscopio electrónico, investigadores de la Universidad de Buffalo y del Instituto de Investigación Médica Hauptman-Woodward han conseguido observar por primera vez con detalle las vibraciones de la lisozima, una proteína que se encuentra en numerosas especies de animales.

El equipo encontró que esas vibraciones, en lugar de disiparse rápidamente como sería de esperar, persisten en las moléculas como "el sonido de una campana", en palabras de Andrea Markelz, qirigido el estudio. Y son precisamente esas pequeñas vibraciones las que permiten a las proteínas cambiar rápidamente de forma para enlazarse con otras proteínas, algo de la máxima importancia para hacer posibles funciones biológicas críticas como la absorción de oxígeno o la reparación de célunas y ADN.

La investigación abre las puertas a toda una nueva forma de estudiar los procesos celulares básicos que hacen posible la vida.

"Se lleva intentando medir estas vibraciones de las proteínas desde hace muchos, muchos años, desde la década de los 60 -explica Markelz- . Pero en el pasado, observar estos movimientos de las proteínas era un desafío que requería ambientes extremadamente secos y fríos, con costosas instalaciones".

"Nuestra técnica -prosigue el investigador- es mucho más fácil y rápida. No necesitamos enfriar las proteínas por debajo del nivel de congelación ni utilizar luz de sincrotón o reactores nucleares, como se hacía antes para tratar de examinar estas vibraciones".

Para observarlas, Markelz y su equipo se basaron en una interesante característica de las proteínas: el hecho de que vibran en la misma frecuencia de la luz que absorben. El proceso es análogo a la forma en que una copa de vino vibra cuando un cantante emite la nota adecuada. Según explica Markelz, las copas de vino vibran porque absorben la energía de las ondas sonoras, y la forma de la copa es la que determina qué tipo de sonidos son los que se pueden absorber, De una manera similar, las proteínas con diferentes estructuras absorberán y vibrarán en respuesta a la luz en diferentes frecuencias.

Medir la luz

Por eso, para estudiar las vibraciones de la lisozima, Markelz y sus colegas expusieron una muestra a luz de diferentes frecuencias y polarizaciones, midiendo los tipos de luz que la proteína era capaz de absorber.

La técnica permitió a los investigadores identificar qué secciones de la proteína vibraban en condiciones biológicas normales. Y también darse cuenta de que las vibraciones perduran en el tiempo, desafiando las creencias actuales al respecto de este proceso.

"Si tocas una campana -explica Markelz- ésta suena durante un tiempo, y con un sonido que es específico de esa campana. Así es como se comportan también las proteínas. Muchos investigadores pensaban en el pasado que las proteínas eran más como una esponja que como una campana. Pero si golpeas una esponja mojada, no consigues ningún sonido perdurable".

La técnica aplicada por los investigadores podría usarse en el futuro para documentar cómo los inhubidores, naturales o artificiales, pueden bloquear a las proteínas. Y lograr que éstas dejen de llevar a cabo alguna función simplemente bloqueando determinadas vibraciones.

"El sistema celular es sencillamente increíble -afirma el científico-. Se puede pensar que una célula es una pequeña máquina que lleva a cabo un montón de tareas diferentes, y para que todas esas tareas sean posibles, las proteínas tienen que vibrar e interactuar entre sí".