A proteína adesiva dos mexilhões é o modelo para um novo adesivo sintético desenvolvido por Fuzhong Zhang da McKelvey School of Engineering. Criado por micróbios projetados e modelado a partir da substância que os mexilhões usam para aderir a superfícies submersas, este adesivo também funciona debaixo de água. Crédito:Zhang lab
Mexilhões grudam em rochas no fundo do mar, às plantas aquáticas, e - para a consternação dos velejadores - eles podem pegar caronas presas a embarcações marítimas, não importa sua composição:metais, borracha, copo, madeira e muito mais.
Mas os incômodos bivalves de hoje podem ajudar os pesquisadores a desenvolver um novo meio de curar uma ferida.
Cientistas da Escola de Engenharia McKelvey da Universidade de Washington em St. Louis replicaram a proteína pegajosa do mexilhão e agora estão trabalhando para melhorá-la para o uso diário. O forte, adesivo subaquático pode ter muitas aplicações, poderia até ajudar a consertar os próprios barcos agora atormentados pelos moluscos.
"A maioria das colas sintéticas não funcionam em superfícies molhadas, mas as proteínas do pé de mexilhão (Mfp) podem aderir a superfícies mesmo debaixo d'água, "disse Fuzhong Zhang, professor associado de energia, engenharia ambiental e química. "Esta propriedade única torna o Mfp adequado para muitas aplicações, de reparos subaquáticos a colas biomédicas. Com mais engenharia, uma cola Mfp pode ser usada para curar feridas, ou talvez até mesmo para substituir suturas. "
Zhang recebeu $ 502, 034 bolsa do Office of Naval Research para melhorar seu sucesso inicial, Adesivos subaquáticos produzidos microbianamente que são mais fortes do que aqueles criados naturalmente por mexilhões.
Esta imagem mostra a força de um novo, adesivo sintético desenvolvido pela Zhang. Criado por micróbios projetados e modelado a partir da substância que os mexilhões usam para aderir a superfícies submersas, este adesivo também funciona debaixo de água. Crédito:Zhang lab
A pesquisa no laboratório de Zhang concentra-se na engenharia de micróbios para produzir materiais renováveis e produtos químicos com as propriedades desejadas, um campo chamado biologia sintética. Um exemplo do trabalho de sua equipe inclui bactérias de engenharia que produziram seda de aranha sintética tão forte e resistente quanto fibras de seda de aranha natural. Para proteínas adesivas, em pesquisa publicada no final de 2018, sua equipe demonstrou que as proteínas sintéticas feitas por bactérias modificadas podem ser ainda mais adesivas do que os Mfps naturais quando usadas debaixo d'água.
O poder da biologia sintética é que os pesquisadores podem ajustar a propriedade dos materiais protéicos manipulando seus códigos genéticos. "Podemos alterar um parâmetro de cada vez, "Zhang disse. Por exemplo, o comprimento de uma cadeia de Mfp5. "Se com um aumento de um parâmetro, vemos que a adesão se torna cada vez melhor, então podemos dizer, 'OK, este parâmetro é capaz de aumentar a adesão, '" ele disse.
Acontece que, isso é exatamente o que a equipe descobriu:quando a cadeia da proteína Mfp ficou mais longa, sua adesão subaquática era mais forte do que com o comprimento natural da corrente.
Esta abordagem pode permitir que eles explorem muitos mecanismos desconhecidos que controlam a adesão subaquática, parâmetro por parâmetro. "Compreender o mecanismo por síntese tem o potencial de levar a melhorias adicionais na adesão, ou melhorar outras propriedades de cola ". Zhang disse." Em geral, estamos tentando entender o mecanismo usando biologia sintética, produzindo e testando os materiais. "
