El Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas invitó a la comunidad a la charla “Nano-Rheology: a novel method to study molecular dynamics “, de la Dra. Zahra Alavi, quien está de visita en nuestra Facultad. La Dra. Alavi es Assistant Professor Department of Physics Loyola Marymount University, Los Angeles, California, USA.
La actividad se efectuó este martes 5 de abril, a las 11:30 horas, en la sala híbrida número 6 de la Facultad, siendo la primera conferencia pública que se efectúa en modalidad híbrida en nuestra unidad académica.
De acuerdo a lo que señaló la Dra. Alavi, su charla abordó una nueva técnica que se llama nanorreología que estudia la dinámica molecular de proteínas, es decir, como las proteínas se mueven y fluctúan. Señaló que es una técnica importante porque se pueden estudiar moléculas de tamaño muy pequeños, del tamaño de un átomo, y permiten analizar la proteína en su estado nativo, es decir, en el estado cuando está dentro de la célula.
Esto es de relevancia ya que según señaló, el desarrollo de medicamentos aplica la dinámica molecular para el diseño de los mismos. Explica que la dinámica molecular se investiga en computador y que su línea investigación es a través de experimentos en el mesón de laboratorio, con la proteína de modo físico. En este sentido, indicó que su investigación está abocada en la ciencia básica, analizando la física, la matemática de la técnica y que lo que se encuentra investigando puede ser aplicado por las farmacéuticas para el diseño de medicamentos.
El profesor Christian Wilson comentó que la profesora Alavi escogió el Laboratorio de Bioquímica del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular para su año sabático. Destacó que en la conferencia se refirió a las propiedades mecánicas de las proteínas debido a que está usando la nueva técnica de la nanorreología, “la cual puede estudiar varias propiedades que ella descubrió que se llaman viscolásticas; pudo estudiar la unión de ciertos sustratos a la proteína mecánicamente, físicamente, al contrario de la bioquímica clásica que lo ve desde la química. Mostró su trabajo de varios años en colaboración con Giovanni Zocchi de la Universidad de California en Los Angeles y ahora en la Universidad de Loyola Marymount University sigue desarrollando esta línea de investigación y estudia cómo son las proteínas por dentro. Ve la proteína como material”, dijo el profesor Wilson, añadiendo que su trabajo es muy interesante porque combina la física, biología, química, y la matemática.
En el Laboratorio de Bioquímica “vino a recordar técnicas bioquímicas ya que ella es física”, destacando que “nosotros hemos aprendido más de ella, que ella de nosotros, generándose un trabajo muy complementario”. “La Dra. Alavi abre un mundo de posibilidades pues nos demuestra que la bioquímica se puede estudiar físicamente, desde la biofísica, lo que abre un mundo de preguntas y con nuevas técnicas”, observó nuestro académico.
Respecto a su visita a la Universidad, particularmente en nuestra Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, la Dra. Alavi comentó que “los chilenos son muy trabajadores y se hace un gran trabajo investigativo”. Resaltó que el nivel de investigación de nuestra unidad académica, está al mismo nivel que el de las mejores universidades del mundo.
La profesora Nathalie Casanova, académica de la Universidad Adolfo Ibáñez, quien estuvo en la charla, destacó que la Dra. Alavi es “muy fuerte en su área y ha desarrollado un trabajo muy destacado. Antes de terminar su doctorado ya tenía un puesto de trabajo, lo que demuestra el alto nivel de su investigación”.
Resumen de la charla
Microscopic mechanisms of friction, the relation between dissipation and nonlinearity, nonequilibrium processes in nanoscale systems, are all incompletely understood, funda- mental, interconnected problems in nanoscience. These topics appear with experimental immediacy when probing enzyme mechanics by nanorheology. Using the unique capability of measuring directly dissipation occurring in the driven deformation of folded enzyme molecules, this project investigates the origin of this molecular scale friction, specifically the contribution of the surface of the molecule, which in- cludes the hydration layer. Hydration layer dynamics, explored by nanorheology, is also the starting point of a new, dynamic understanding of kosmotropic (order inducing) and chaotropic agents, a physical chemistry topic which this research develops. Finally, the project explores the possibility of light emission from dynamically stressed molecules, with the aim of devel- oping a new spectroscopy to characterize dissipation at the molecular scale. Nano-rheology allows the measurement of the stress–strain relations for a folded, native enzyme with sub-A resolution and at different frequencies. Through recent improvements, the method now allows accurate measurements of the phase of the mechanical response, as well as the amplitude, and thus gives direct access to the dissipation. This project focuses on the dissipative part of the dynamics, which is the nonlinear but reversible mechanical regime of large amplitude deformations for these molecules.
