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Científicos de la Universidad Northwestern han desarrollado un dispositivo manual que reprograma los componentes básicos de la vida – ARN y ADN y proteínas – para comprobar si el agua es segura para beber.
Los potentes dispositivos utilizan redes genéticas -que imitan los circuitos electrónicos- para comprobar la contaminación del agua, y pueden producir resultados en cuestión de minutos.
Los detalles del desarrollo se publicaron en la revista Nature Chemical Biology el jueves.
El dispositivo está construido en torno a ocho pequeños tubos de ensayo, que se iluminan en verde cuando la red genética detecta un contaminante. Si sólo se encuentra una pequeña cantidad de contaminantes, sólo se iluminará un tubo. Si hay una gran contaminación, los ocho tubos se iluminarán, de forma similar a como los chasquidos de un contador Geiger aumentan su frecuencia a medida que aumentan los niveles de radiación.
“Programamos cada tubo para que tuviera un umbral diferente de contaminación”, explica Julius B. Lucks, de Northwestern, que dirigió la investigación. “El tubo con el umbral más bajo se iluminará todo el tiempo. Si todos los tubos se iluminan, entonces hay un gran problema”. La construcción de circuitos y la computación programable del ADN abre muchas posibilidades para otros tipos de diagnósticos inteligentes.”
Entre los coautores del artículo se encuentran Jaeyoung Jung, Chloé Archuleta y Khalid Alam, todos ellos científicos de la Universidad Northwestern.
La tecnología del dispositivo se basa en un trabajo anterior realizado por el equipo, denominado ROSALIND, que podía detectar 17 tipos de contaminantes a partir de una sola gota de agua. El trabajo lleva el nombre de la química Rosalind Franklin, y es la abreviatura de “sensores de salida de ARN activados por inducción de ligandos”.
El dispositivo se diseñó para que se iluminara de color verde si se encontraban en el agua analizada contaminantes que superaban las normas de la Agencia de Protección Medioambiental.
Los investigadores reprogramaron el ADN, el ARN y las proteínas de las células para que realizaran funciones lógicas, que el Sr. Lucks comparó con “papilas gustativas moleculares”. Si la maquinaria “saborea” un contaminante a un nivel superior a las normas de la EPA, señala el brillo.
“Descubrimos cómo las bacterias saborean naturalmente las cosas en su agua”, dijo. “Lo hacen con pequeñas ‘papilas gustativas’ a nivel molecular. La biología sintética sin células nos permite sacar esas pequeñas papilas gustativas moleculares y ponerlas en un tubo de ensayo. Luego podemos “recablearlas” para que produzcan una señal visual. Se ilumina para que el usuario pueda ver rápida y fácilmente si hay un contaminante en el agua.”
En el último dispositivo, los científicos añadieron un “cerebro molecular” que permite al dispositivo determinar distintos niveles de contaminación durante las pruebas.
“Después de que presentáramos ROSALIND, la gente dijo que quería una plataforma que también pudiera dar cantidades de concentración”, dijo el Sr. Lucks. “Los diferentes contaminantes a diferentes niveles requieren diferentes estrategias. Si el nivel de plomo en el agua es bajo, por ejemplo, se puede tolerar lavando las tuberías antes de utilizarlas. Pero si tiene niveles altos, entonces debe dejar de beber su agua inmediatamente y reemplazar su línea de agua.”
El dispositivo tiene numerosas aplicaciones prácticas. El Sr. Lucks y el equipo de científicos dijeron que creen que el dispositivo proporcionará un medio sencillo para que los individuos analicen su propia agua en casa.
También podría ser una herramienta inestimable para los investigadores de campo, para las personas que viven en países en los que es más difícil acceder al agua potable, o para los excursionistas y campistas que quieran comprobar la potabilidad de las fuentes de agua en el camino.
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