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Los virus llevan millones de años resolviendo un problema que la medicina aún persigue, cómo empaquetar carga biológica en estructuras minúsculas, estables y precisas.
Ahora, un equipo internacional ha replicado con inteligencia artificial ese principio de autoensamblaje para crear nanocápsulas proteicas capaces de transportar fármacos, material genético y vacunas. El trabajo lo lideran Sangmin Lee, profesor del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang, y David Baker, profesor de la Universidad de Washington y Premio Nobel de Química en 2024.
La IA diseñó uniones que luego las bacterias convirtieron en cápsulas
La clave técnica estuvo en RFdiffusion, una herramienta generativa de inteligencia artificial usada para diseñar uniones entre trímeros proteicos artificiales. No es un detalle menor, porque en ese punto se decide si las piezas encajan como un mecanismo fino o si el conjunto fracasa antes de nacer.
Después, el equipo produjo esas proteínas en bacterias E. coli.
La validación llegó con microscopía crioelectrónica, que permitió observar el resultado final. Los análisis confirmaron que las proteínas se autoensamblaron en cápsulas esféricas de entre 70 y 220 nanómetros, una escala que queda muy por debajo del grosor de un cabello humano. Ese margen de tamaño importa porque una nanocápsula no sirve solo por existir, sino por la forma en que puede cargar y liberar su contenido.
La simetría dejó de ser la única regla del juego molecular
Sangmin Lee sitúa ahí el núcleo conceptual de este trabajo.
"Los virus son el mejor ejemplo en la naturaleza de que la simetría perfecta no es el único camino hacia una arquitectura molecular sofisticada. Este estudio demuestra que el control preciso de la geometría local de los bloques de proteínas permite un control preciso del tamaño y la forma del ensamblaje final". - Sangmin Lee, profesor del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
La idea tiene algo de cambio de perspectiva. En lugar de perseguir estructuras idénticas por pura regularidad geométrica, el equipo plantea que el ajuste local entre bloques proteicos puede gobernar el resultado global, una lógica que recuerda más a la biología real que a un cristal perfecto.
Nature publicó el estudio con financiación del Ministerio de Ciencia y TIC de Corea del Sur. En paralelo, los autores difundieron un segundo trabajo en la misma revista centrado en cajas proteicas de dos componentes, una línea que dialoga con péptidos diseñados por IA para usos biomédicos.
El resultado no quedó en una prueba aislada
Sung-Soo Kim, Director General de Política de I+D del Ministerio de Ciencia y TIC de Corea del Sur, enmarca el hallazgo en la colaboración internacional.
"Una notable demostración de la capacidad de investigación fundamental de clase mundial de un destacado científico coreano, realizada mediante la colaboración con un premio Nobel". - Sung-Soo Kim, Director General de Política de I+D del Ministerio de Ciencia y TIC de Corea del Sur
También pesa el contexto científico de David Baker, cuya trayectoria ya había puesto el diseño de proteínas en el centro de la conversación y que conecta con proteínas nuevas para medicina. Aquí, sin embargo, el reto no consistía solo en imaginar piezas, sino en conseguir que se organizaran solas en objetos medibles y visibles.
Queda una tensión muy concreta dentro del propio resultado. El equipo logró cápsulas esféricas de 70 a 220 nanómetros, pero todavía busca perfeccionar el control de un tamaño uniforme mediante andamios internos de proteínas o ácidos nucleicos.