Si los ingenieros supieran cuánto esfuerzo se necesita para hacer girar un objeto que tiene solo unos pocos nanómetros de ancho, uno pensaría que se asombrarían de las máquinas biomoleculares que hacen mucho más: máquinas que realizan funciones y están vinculadas a vías de transducción de señales y pueden reproducir ellos mismos. ¿No sería un cambio refrescante que admitieran que los motores biológicos parecen diseñados de manera inteligente?

Mira el nuevo nanomotor construido por ingenieros de la Universidad de Texas en Austin. Da vueltas, y vueltas… y vueltas.

El nuevo motor tiene menos de 100 nanómetros de ancho y puede girar sobre un sustrato sólido bajo iluminación ligera. Puede servir como un motor sin combustible y sin engranajes para convertir la luz en energía mecánica para varios sistemas micro/nano-electromecánicos de estado sólido. [Énfasis añadido.]

Sin embargo, la ATP sintasa es casi un orden de magnitud más pequeña y hace mucho más que rotar. Hace girar un cigüeñal que genera tres moléculas de ATP por revolución, funcionando con protones. Está anclado a la membrana mitocondrial en los animales y a la membrana del cloroplasto en las plantas. Las nanomáquinas «sin combustible» de una planta también funcionan con luz. Y el movimiento browniano no lo ralentiza, como los ingenieros de UT tenían que preocuparse.

“Los nanomotores nos ayudan a controlar con precisión el nanomundo y crear cosas nuevas que queremos para nuestro mundo real”. dijo Jingang Li, un graduado de doctorado del grupo de Zheng y autor principal de este estudio.

Las máquinas biológicas son parte del mundo real, ¿no es así? ¿Es consciente el Dr. Jingang Li de que billones de motores rotativos giran en su propio cuerpo mientras habla? El publicista le da un poco de crédito a la biología:

La razón por la que los científicos están tan entusiasmados con la creación de estos pequeños motores es porque imitan algunas de las estructuras biológicas más importantes. En la naturaleza, estos motores impulsan la división de las células y las ayudan a moverse. Se combinan para ayudar a los organismos a moverse.

Está bien. Pero antes, el profesor asociado de Jinang dijo: «La vida comenzó en el agua y finalmente se trasladó a la tierra», presumiblemente por sí sola. Si el equipo de UT realmente quería imitar las máquinas biológicas, ¿por qué no arrojar algunos elementos químicos al agua y esperar unos miles de millones de años para que se mueva en la tierra?

Imitación barata

En New Scientist, un reportero se jacta de que una «pequeña nanoturbina es una máquina autónoma más pequeña que la mayoría de las bacterias». Se le da crédito a una enzima rotatoria (presumiblemente ATP sintasa) por la inspiración:

Cees Dekker de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos y sus colegas crearon la turbina después de inspirarse en una enzima giratoria que ayuda a catalizar las moléculas que almacenan energía en nuestras células. Querían construir una máquina molecular que pudiera hacer un trabajo similar, como agregar energía a los procesos biológicos o mover otras moléculas, sin tener que ser empujada o manipulada repetidamente de alguna manera.

Su pequeña nanoturbina, de solo 25 nm de diámetro, puede extraer energía del agua salada y girar a 10 rpm. El artículo no menciona que la ATP sintasa tiene la mitad de ese tamaño y funciona hasta a 6000 rpm, sin los problemas de las fluctuaciones térmicas aleatorias que dificultan el control de su nanoturbina.

“Esto no es tan diferente a un motor que tiene en su automóvil”, dice Dekker. “Pones gasolina, obtienes trabajo mecánico. Con la nanoturbina, agregas la mezcla de sal, obtienes trabajo mecánico, es decir, rotaciones”. Los investigadores también descubrieron que podían impulsar la turbina exponiéndola a voltaje eléctrico o haciendo que el agua que fluye la hiciera girar como el viento gira un molino de viento.

Estos químicos estructurales seguramente saben que los automóviles están diseñados de manera inteligente. ¿Por qué se duda en decir que el diseño de ingeniería superior se encuentra en los motores biológicos que los inspiraron?

¿Mejor que la naturaleza?

Las noticias de la Universidad de California, Riverside, afirman haber superado a la naturaleza. Los científicos dicen que han construido una «fotosíntesis artificial» que podría ser mucho más eficiente para mejorar el rendimiento de los cultivos que la fotosíntesis biológica:

La fotosíntesis ha evolucionado en las plantas durante millones de años para convertir el agua, el dióxido de carbono y la energía de la luz solar en biomasa vegetal y los alimentos que comemos. Sin embargo, este proceso es muy ineficiente, ya que solo alrededor del 1% de la energía que se encuentra en la luz solar termina en la planta. Los científicos de UC Riverside y la Universidad de Delaware han encontrado una manera de evitar por completo la necesidad de la fotosíntesis biológica y crear alimentos independientes de la luz solar mediante el uso de fotosíntesis artificial.

Por la forma en que está redactado, parece que simplemente tropezaron con «una forma» de mejorar la naturaleza. Sin embargo, una mirada a la sección Métodos de su artículo en Nature Foods muestra un procedimiento muy complejo para preparar la configuración: ánodos, cátodos, electrolizador de flujo y otras partes que utilizan múltiples elementos en formas dispuestas con precisión. Aun así, su sistema solo produce acetato (C2H3O2), un compuesto relativamente simple, nada parecido a los carbohidratos complejos producidos por las plantas. Si ciertas plantas pueden usar acetato para hacer crecer sus moléculas complejas sin fotosíntesis, bien; pero eso está muy lejos de lo que hacen las plantas por sí solas.

Los investigadores admiten que su dispositivo fue «diseñado». Puede encontrar aplicación en lugares donde las plantas de cultivo son difíciles de cultivar, como en una nave espacial. Pero cultivar la comida requerirá la bioquímica elaborada en las máquinas de la planta; no funcionará solo con electrólisis. Para cumplir con su alarde, ahora dejen que los ingenieros codifiquen moléculas que construirán sus dispositivos a partir del suelo y entregarán acetato a las plantas alimenticias automáticamente y en las proporciones correctas. Luego permítales diseñar una forma de empaquetar el código en semillas.

Información por favor

Investigadores del Instituto Médico Howard Hughes han creado una «máquina de escribir de ADN» que «toca un registro dentro de las células». Les permite almacenar mensajes en código de ADN.

Mientras desarrollaba un nuevo sistema para registrar dentro de las células, el genetista Jay Shendure y su equipo decidieron probarlo utilizándolo para codificar texto. Dado que su invento se basó en un medio de grabación casi nuevo, el ADN, querían usar mensajes que evocaran un sentido de importancia histórica.

Dos opciones eran obvias: “¿Qué ha hecho Dios?”, una cita bíblica utilizada por Samuel Morse en la primera transmisión telegráfica de larga distancia, y la más mundana, “Sr. ¡Watson, ven aquí! hablado por Alexander Graham Bell a su asistente en la primera llamada telefónica.

También se consideró una línea de Dickens, pero un miembro coreano ganó usando una línea de una canción de K-Pop. El equipo espera usar su técnica para diseñar genéticamente células que puedan codificar células individuales y almacenar registros de la actividad de la célula. ¿Pero la secuencia de letras en el ADN natural no califica como texto?

Con razón

En cada uno de estos ejemplos, los ingenieros moleculares mostraron un gran orgullo por sus logros, y con razón. Consideraron cómo podrían usarse para el bien de la humanidad. Sin embargo, ninguno de ellos hizo la inferencia más lógica de que las mismas células biológicas que inspiraron su trabajo también fueron diseñadas por diseño. Tal vez algún día pronto no se avergüencen de decirlo. Muchos grandes científicos solían proclamar eso sin dudarlo.

Artículo publicado en inglés originalmente por David Coppedge en Evolution News & Science Today