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Bionanotecnología, el gigante que espera redefinir la ciencia

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Publicado
21 de dic del 2015

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La historia de la Nanotecnología es relativamente reciente, sin embargo durante las últimas décadas esta rama del conocimiento y la investigación ha tomado una gran relevancia. Ya que a través de ella se ha logrado fomentar el desarrollo de nuevas tecnologías, por medio de aportes determinantes en ámbitos de energías renovables poco convencionales.

La nanotecnología define la aplicación de las ciencias a partir de una investigación que se realiza a nanoescala. Esta rama de la tecnología permite trabajar y manipular, de manera muy precisa, las estructuras moleculares, logrando estudiar, diseñar y crear aparatos de alta funcionalidad. Todo ello, por medio del control que se ejerce en la materia y los descubrimientos de nuevos fenómenos y propiedades.

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La Bionanotecnología, por su parte, es la unión de la nanotecnología con aspectos de ciencias básicas, aprovechando recursos de la biología, química y física, para crear nanopartículas.

Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula, se demuestran fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, aquellos científicos que utilizan la Bionanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos, se encuentran con cualidades especiales, que por lo demás, involucran muy bajos costos de aplicación.

Países como China y Estados Unidos, han apostado por la Bionanotecnología, porque creen que esta rama de la ciencia impactará fuertemente el concepto de materias primas en el sistema productivo global.

En el contexto de la Bionanotecnología, la Sociedad de Biología de Chile conversó con el Dr. José Manuel Pérez-Donoso, quien es Bioquímico, Universidad de Santiago, 2003; Doctor en Microbiología, USACH, 2007; Post-Doctorado, University of Western Ontario, 2007-2008; Post-Doctorado, Universidad de Santiago de Chile, 2009-2010. El año 2015 obtuvo el premio al joven científico más destacado, otorgado por la Sociedad de Biología y el Grupo BIOS.

Sus áreas de especialización son la: Bionanotecnología, Microbiología y Bioquímica.

Entrevista:

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¿Cómo nace su interés por el estudio de la Bionanotecnología?

Mi interés por este tema nace desde una línea de investigación que se inició en un Post Doctorado que realicé en la Universidad de Santiago de Chile (USACH), en ella, estudiamos la interacción de una bacteria con Teluro (Te).

Cuando esta bacteria incorpora este metal forma nanopartículas en su interior, entonces a partir de esa información, colegas químicos me indicaron que algunas nanopartículas, especialmente mezclas de teluro (Te) y cadmio (Cd), tenían propiedades únicas y múltiples aplicaciones tecnológicas derivadas de sus características semiconductoras y fluorescentes.

A partir de ese suceso, surgió la idea de observar si era factible utilizar bacterias para que produzcan este tipo de nanopartículas fluorescentes, también llamadas “quantum dots”.

¿Cuál es la importancia de la Bionanotecnología en aspectos de innovación?

La Bionanotecnología ha generado tecnologías que van a tener proyección en distintas áreas, sobretodo en materias como Biomedicina. Esperamos que con los estudios que hacemos en bacterias y nanopartículas, podamos contribuir al uso de estos microorganismos para la generación de nuevas nanopartículas con propiedades únicas.

Actualmente la Bionanotecnología se estudia fuertemente en áreas como la Biomedicina, siendo utilizada en el desarrollo de herramientas de diagnóstico para la detección de patógenos, células e incluso enfermedades. También se ha propuesto su aplicación terapéutica, y si bien esto es muy incipiente, es un tema de altísima proyección, sobre el cual se desarrolla mucha investigación en la actualidad.

Las aplicaciones reales en base a Bionanotecnología aun son escasas, sin embargo, en las últimas décadas países como China, India y Estados Unidos han apuntado fuertemente por ella, ya que esperan revolucione las distintas áreas del conocimiento.

Enfoque de la investigación:

Nosotros usamos bacterias ambientales para producir nanopartículas compuestas por distintos metales. Básicamente aislamos bacterias desde ambientes extremos, y aprovechamos las características especiales que presentan estas bacterias para producir nanopartículas con propiedades únicas que favorezcan sus potenciales aplicaciones tecnológicas (tolerancia a pH, sal, temperatura, entre otras).

Hace dos años, a partir del último proyecto FONDECYT, decidimos enfocarnos en nanopartículas de cobre (Cu) y litio (Li), con el propósito de generar conocimiento que sean la base para dar valor agregado a estos metales. Hicimos una apuesta arriesgada y cambiamos el enfoque de nuestras líneas de investigación, pensando que podemos hacer una contribución importante al tema “cobre y litio”, desde la Bionanotecnología.

¿Es necesario que nuestro país entienda el valor de la Bionanotecnología? ¿Cuál es el panorama actual de Chile en esta materia?

Mi impresión es que como país estamos creciendo en esta materia. Por el momento, nosotros como laboratorio nos jugamos por la Bionanotecnología, ya que creemos que constituye una gran posibilidad de dar valor agregado a las materias primas que nuestro país produce, principalmente a partir de la minería.

En este sentido, creemos que Chile tiene la obligación de ser visionarios en relación al litio (Li). Para ello, nuestro laboratorio está investigando la interacción de este metal con distintas células y bacterias, para a partir de este conocimiento desarrollar Bionanotecnología.

Las ventajas comparativas que ofrece nuestro país para la investigación Bionanotecnológica:

Nuestro país ofrece una enorme biodiversidad asociada principalmente a su gran variedad de ambientes. Los bosques en el Sur, el desierto en el Norte, el mar de nuestra extensa costa, la Antártica, son escenarios únicos que a mi juicio deben ser aprovechados, ya que constituyen un tesoro único del país.

En ese contexto, actualmente dos estudiantes de nuestro laboratorio participan de una expedición al Glaciar Unión en el círculo Polar, extrayendo muestras a partir de las cuales esperamos aislar bacterias Antárticas con propiedades únicas que permitan su aplicación en Bionanotecnología.

Desafío Antártico:

El laboratorio del Dr. Pérez-Donoso ha realizado 5 viajes al Territorio Antártico Chileno, allí han aislado bacterias capaces de producir nanopartículas de distintos metales, biopolímeros, pigmentos y azúcares, entre otros productos.

Este año es el turno del “Glaciar Unión”, el único territorio chileno que se encuentra en el Círculo Polar. Los investigadores estarán alrededor de dos semanas allá y se han preparado con personal de la Armada Chilena, practicando extensas caminatas en el Glaciar Grey, ubicado en Punta Arenas.

¿Cómo ha sido el proceso previo a este viaje a la Antártica?

El Instituto Antártico Chileno (INACH) nos invitó al Glaciar Unión, este año van 8 grupos -entre ellos nosotros- y cada uno de los grupos se prepara con gente de la Armada y la Fuerza Aérea de Chile, es un proceso arduo. Sin embargo, esta preparación es necesaria, ya que en la Antártica se pueden llegar a requerir caminatas de 7 a 8 horas para poder tomar una muestra.

Sobre la LVIII Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Chile:

El Doctor Pérez participó en el último Congreso de la Sociedad de Biología, realizado durante el mes de Noviembre del 2015 en la ciudad de Puerto Varas.

La diversidad de temas que uno encuentra en este congreso es espectacular. Participar en la Reunión Anual de la Sociedad de Biología es muy enriquecedor, interesante e ilustrativo.

Es un congreso muy atractivo, con expositores de muy alto nivel y una gran organización. Uno tiene la posibilidad de conocer a científicos de variadas líneas de investigación y generar colaboraciones en áreas muy diversas, contribuyendo al desarrollo de la investigación multidisciplinaria.

Fuente: 4ID/CONGRESS Todos los derechos reservados. ®
Dr. José Manuel Pérez-Donoso, todos los derechos reservados. ®