Os cientistas podem transformar proteínas em padrões intermináveis ​​que se parecem com flores, árvores ou flocos de neve, uma técnica que pode ajudar a projetar um filtro para água contaminada e tecidos humanos.

Seu estudo, liderado por pesquisadores da Rutgers University – New Brunswick, aparece no jornal Química da Natureza . O estudo também incluiu cientistas do Baylor College of Medicine e da Universidade de Minnesota.

"Engenheiros biomoleculares têm trabalhado na modificação dos blocos de construção da vida - proteínas, DNA e lipídios - para imitar a natureza e formar formas e estruturas interessantes e úteis, "disse o autor sênior Sagar D. Khare, professor associado do Departamento de Química e Biologia Química da Escola de Artes e Ciências de Rutgers – New Brunswick. "Nossa equipe desenvolveu uma estrutura para a engenharia de proteínas existentes em formas fractais."

Na natureza, blocos de construção, como moléculas de proteína, são montados em estruturas maiores para fins específicos. Um exemplo clássico é o colágeno, que forma o tecido conjuntivo em nossos corpos e é forte e flexível devido à forma como é organizado. Minúsculas moléculas de proteína se reúnem para formar estruturas que são ampliadas e podem ser tão longas quanto tendões. Conjuntos de proteínas naturais também são dinâmicos, formando e dissolvendo em resposta a estímulos.

A equipe de pesquisa desenvolveu uma técnica para montar proteínas em fractal, ou geométrico, formas que se repetem indefinidamente. Os exemplos incluem árvores, folhas e abacaxis. A equipe usou um software de engenharia de proteínas para projetar proteínas que se ligam umas às outras, então eles formam um fractal, forma de árvore em resposta a um estímulo biológico, como em uma célula, tecido ou organismo. Eles também podem manipular as dimensões das formas, então eles se parecem com flores, árvores ou flocos de neve, que são visualizados usando técnicas especiais de microscopia.

Essas técnicas podem levar a novas tecnologias, como um filtro para biorremediação, que usa moléculas biológicas para remover herbicidas de água contaminada, ou matrizes sintéticas para ajudar a estudar doenças humanas ou auxiliar a engenharia de tecidos para restaurar, melhorar ou preservar tecidos ou órgãos danificados.

Os próximos passos são desenvolver ainda mais a tecnologia e expandir a gama de proteínas que formam formas fractais, bem como usar diferentes estímulos, como produtos químicos e luz. Os cientistas também querem estudar como as formas fractais se formam com mais detalhes, para que pudessem obter maior controle sobre o processo e as formas e tamanhos dos biomateriais projetados.