Os navios ajudam a lidar com a logística complexa para entregar produtos aos consumidores. As futuras nanofábricas artificiais também precisarão de uma cadeia de "nano" veículos logísticos para entregar os produtos. Crédito:Max Pixel / CC0 Public Domain
Quando compramos um novo telefone ou laptop online, presumimos que ele será entregue à nossa porta em questão de dias.
Mas, principalmente, sentimos falta da logística complexa que faz isso acontecer:navios, aviões, trens, e caminhões que transportam produtos, partindo de matérias-primas em minas, às fábricas para montagem, para armazéns para armazenamento, e até a nossa porta.
Cientistas do Laboratório de Pesquisa de Plantas MSU-DOE estão tentando construir nanofábricas artificiais para produzir materiais industriais ou ferramentas médicas de forma sustentável.
E como com a obtenção de novos telefones, essas nanofábricas artificiais do futuro precisarão de um exército de "nano" veículos para fornecer produtos químicos valiosos.
Mas ainda não sabemos o suficiente sobre a logística.
Acontece que as bactérias na natureza têm o plano para nós copiarmos. Eles abrigam nanofábricas, chamados de microcompartimentos bacterianos (BMCs) - que preenchem muitos propósitos, dependendo do host.
Em cianobactérias, por exemplo, BMCs constroem compostos úteis a partir do dióxido de carbono retirado da atmosfera. Ou, algumas bactérias patogênicas os usam para vencer as bactérias "boas".
Em um novo estudo, publicado no jornal Bioquímica , Jeff Plegaria e o laboratório Kerfeld revelam a estrutura e função de uma proteína BMC amplamente difundida que contribui para a logística de criação de produtos, levando-nos mais perto de reaproveitar BMCs para nossos próprios usos.
Descrevendo a flavoproteína Fld1C
Jeff e seus colegas notaram que muitos BMCs naturais - especialmente um tipo que degrada carbono para ajudar a fazer compostos de energia úteis - contêm genes para flavoproteínas ao lado dos genes primários responsáveis pela construção e operação dos BMCs.
O laboratório Kerfeld analisou mais de 200 conjuntos de DNA de cianobactérias, no sentido de um dia construir fábricas sintéticas que produzirão combustíveis verdes ou produtos de diagnóstico médico. Crédito:Michigan State University
Genes primários incluem instruções para construir e gerenciar BMCs, transportando materiais de um lado para outro, e assim por diante.
E estar perto dos genes centrais significa que as flavoproteínas desempenham um papel importante dentro dos BMCs.
Então, o que as flavoproteínas fazem?
"Eles são proteínas de transferência de elétrons encontradas em muitas bactérias e outras vias biológicas na natureza. Transferência de elétrons, ou fluxo, é um processo fundamental na natureza, "Jeff diz.
"Compreender o fluxo de elétrons em BMCs é crucial, porque faz parte da linha de montagem que leva à criação dos produtos químicos finais. Mas, ainda não sabemos muito sobre como as flavoproteínas funcionam nos BMCs. "
No estudo, Jeff deu um zoom em uma flavoproteína BMC, que seu grupo chamou de Fld1C.
Eles foram capazes de caracterizá-lo, revelando sua estrutura, descrevendo suas características físicas, e confirmando sua capacidade de participar de reações de transferência de elétrons.
"Com a ajuda de cientistas do Laboratório Nacional de Argonne, geramos um agente que pode passar um elétron para um aceptor disposto. Nós mostramos com sucesso nossa flavoproteína Fld1C aceitando um elétron daquele agente. "
"Compreender essa logística - como os elétrons fluem para dentro e para fora dos BMCs - é vital para construir e controlar BMCs sintéticos para aplicações personalizadas."
Essas aplicações podem incluir a produção de materiais industriais como borracha ou petróleo, sem depender de combustíveis fósseis.
Ou podemos construir ferramentas médicas que desarmam os BMCs em bactérias "ruins" - como a Salmonella - e evitem que causem sua destruição.
