Un estudio realizado en colaboración por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CSIC- UAM), el Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), ha empleado dos tipos de virus para estudiar el comportamiento del agua en cavidades nanométricas cerradas.
El estudio del comportamiento de los meniscos (curva de la superficie de un líquido que se produce en respuesta a la superficie de su recipiente) de agua a escala nanométrica es fundamental para entender el papel que juegan las fuerzas de hidratación en la estabilización de proteínas o la manera en la que una gota de tinta de impresora moja el papel.
El presente trabajo, publicado en PNAS (PNAS (2009).106 (14): 5475-5480) es fruto de la colaboración entre biólogos y físicos pertenecientes al Centro Nacional de Biotecnología - CSIC (Roberto Miranda y José Carrascosa), Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CSIC-UAM) (Milagros Castellanos y Mauricio García), Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid - CSIC (Carolina Carrasco y Pedro Serena) y Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid, (Maysoun Douas, Manuel Marqués y Pedro José de Pablo).
Este equipo multidisciplinar ha investigado por vez primera la formación de meniscos líquidos dentro de virus, que se pueden considerar como cavidades cerradas hechas de proteínas. Para ello se ha analizado el efecto sobre los virus de las fuerzas capilares de los meniscos de agua formados en los estados finales de un proceso de desecación, esto es, en una transición líquido-gas. Se han escogido dos tipos de virus con geometrías diferentes: el virus diminuto del ratón (MVM) y el bacteriófago Φ29. Mientras que el MVM se puede considerar como un icosaedro de 25 nm de diámetro con un poro en cada vértice (12 poros en total), el Φ29 puede asemejarse a un elipsoide de 52 nm de largo por 42 nm de ancho, con un agujero en uno de sus extremos. Una vez depositados en una superficie, se controla la estructura de los virus mediante un Microscopio de Fuerzas Atómicas para comparar su tamaño antes y después de la desecación, y detectar la acción de las fuerzas capilares del agua que está dentro de los virus. Se ha encontrado que, mientras el virus MVM no sufre cambios en su estructura, el Φ29 sufre un colapso total.
La explicación de esta diferencia estriba en la diferente geometría y estructura de los virus analizados. Los 12 poros del MVM permiten la formación de 12 meniscos de agua en el interior del virus que compensan sus fuerzas capilares, preservando la estructura de la cavidad. Sin embargo, el único agujero del Φ29 provoca la creación de un solo menisco cuya fuerza capilar colapsa el virus. También se ha encontrado que la deshidratación provoca la expulsión del ADN del virus, emulando de alguna manera el proceso en el que el virus pasa su ADN al huésped.
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