Electroestática de proteínas avanza en estudio de virus Zika

Dr. Christopher Cooper de la USM genera en su laboratorio computacional modelos que pueden ser utilizados en diversas áreas de la minería, biología y energética.

Estudiar la electroestática de las proteínas con el propósito de contribuir a avances en áreas como la biología, la minería y la energía, es una de las líneas de investigación del académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dr. Christopher Cooper.

Ligado a lo anterior el profesor desarrolló hace un par de años el estudio de la electroestática en una partícula viral, desarrollando modelos computacionales para entender cómo estos microorganismos comienzan a desensamblar dentro de las células, proceso clave en la infección.

Según comentó, el proyecto tenía como finalidad estudiar el virus Zika, que se transmite por la picadura del mosquito del género Aedes. “De esta forma, vimos por ejemplo que la diferencia de pH del ambiente que se encuentra dentro y fuera del cápside viral es un factor que promueve el desensamblaje y libración de material genético a la célula”.

Además del Zika, durante la investigación estudiaron el virus satélite mosaico de la planta de tabaco y el virus triatoma, que genera el Mal de Chagas.

Microscopio computacional

Todos estas investigaciones son llevadas a cabo en computadores, utilizando ecuaciones diferenciales que modelan muy bien la electrostática, particularmente la ecuación de Poisson-Boltzmann, “se aplican las ecuaciones diferenciales a estas nanoestructuras, entonces lo que hacemos es asignar cargas a cada átomo, parametrizar el ambiente electroestático con una determinada constante eléctrica, y modelar”, sostiene el Dr. Cooper. Así, “nuestro objetivo es tener modelos que nos permitan tener un microscopio computacional, que entregue detalles que no son alcanzables con experimentos, y genere colaboraciones con otros investigadores”.

Otra línea de estudio del académico junto a su equipo son los cálculos de electroestática para observar cómo interactúa una proteína con una superficie. “Aquí han aparecido diferentes aplicaciones. Un caso es el de un investigador que usó mi código para poder estudiar la interacción entre una hidrogenasa (proteína que tiene la capacidad de generar hidrógeno molecular) y una superficie, lo que es un prometedor mecanismo para generar hidrógeno verde”.

Otra aplicación con proteínas de superficie es en la minería, investigación en conjunto con Francisca San Martín del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Materiales, quien trabaja en bioflotación, técnica que se utiliza en minería de cobre para, en términos simples, separar el metal de los desechos.