Separação de fase líquido-líquido encontrada para conduzir o processo de conversão de proteínas de spidroína em fibras de teia de aranha
p A acidificação desencadeia uma rápida automontagem de nanofibrilas MaSp2. (A) N-R12-C marcado com DyLight 488 (10 a 20 mg ml − 1 concentração final) foi misturado em 0,5 M KPi nos valores de pH indicados e visualizado por microscopia confocal de varredura a laser. Após a mistura dos componentes, MaSp2 separou-se rapidamente da fração aquosa (estruturas verdes), eventualmente fixando-se na superfície do vidro. Em pH 7 e 8, os condensados MaSp2 aparecem como gotículas LLPS em fusão dinâmica, enquanto em pH 6, as estruturas resultantes são estáticas com uma aparência semi-sólida. A reação em pH 5 leva à rápida automontagem de MaSp2 em frequentemente alinhado, redes de fibrilas estendidas. A inserção mostra uma fibrila individual em pH 5 com um diâmetro de ~ 100 nm. Barras de escala, 10 μm. (B) Diferentes construtos MaSp2 foram avaliados quanto à sua capacidade de sofrer LLPS induzido por fosfato e auto-montagem de fibrila induzida por pH. MaSp2 purificado (concentração final de 150 μM) foi misturado em uma gota de KPi 0,5 M nos valores de pH indicados em uma lâmina de vidro. Todas as imagens na região unboxed (esquerda) foram tiradas dentro de 30 s de mixagem. A região em caixa à direita mostra o ponto final das reações de pH 5, tomado 30 minutos após o início. Todas as imagens foram tiradas na mesma escala; Barra de escala, 10 μm. Crédito: Avanços da Ciência (2020). DOI:10.1126 / sciadv.abb6030
p Uma equipe de pesquisadores do RIKEN Center for Sustainable Resource Science, Universidade Keio e Universidade de Kyoto, descobriu que a separação de fase líquido-líquido (LLPS) conduz o processo de conversão de proteínas de spidroin em fibras de teia de aranha. Em seu artigo publicado na revista
Avanços da Ciência , o grupo descreve a replicação do processo de conversão de uma proteína interna em fibras de teia de aranha em seu laboratório e como isso permitiu que eles criassem fios de seda. p Os cientistas têm estudado aranhas e as teias que elas criam há muitos anos, com o objetivo de replicar o processo e, assim, industrializar a produção da seda. Infelizmente, apesar de muito esforço, os cientistas ainda não sabem como as aranhas fazem isso. Eles sabem que as aranhas criam proteínas spidroin, que eles mantêm em um saco até que estejam prontos para fazer uma teia. Então, à medida que ejetam as proteínas líquidas, o material de alguma forma se forma automaticamente em fibras para criar fios. Neste novo esforço, os pesquisadores descobriram uma maneira de replicar uma parte desse processo.
p O trabalho envolveu a engenharia de bactérias para produzir o tipo de proteína spidroin normalmente produzida pela aranha Joro. Ao estudar a proteína, eles descobriram que ficava nublado quando exposto a altas temperaturas. Um olhar mais atento mostrou que a proteína estava se aglutinando e se fundindo, um provável primeiro passo em direção ao processo de formação de fibra. Eles também descobriram que o processo envolvia LLPS.
p Em seguida, a equipe tentou expor a proteína a diferentes materiais até chegar ao fosfato - acrescentando que também tornou a proteína turva. A equipe então começou a ajustar a mistura de proteínas alterando os níveis de pH até que a mistura começou a criar fibras. Em seguida, eles descobriram que para fazer um fio, tudo o que precisavam fazer era esticar o material carregado de fibras. Isso permitiu que eles criassem um fio de 10 centímetros de comprimento. O estudo do fio ao microscópio mostrou que ele tinha a mesma estrutura dos fios produzidos naturalmente pelas aranhas.
p Os pesquisadores observam que seu trabalho é apenas uma tentativa de compreender totalmente o processo pelo qual as aranhas criam a seda. Eles planejam levar adiante suas pesquisas com o objetivo final de desenvolver uma maneira de produzir seda em um laboratório, ou uma fábrica. p © 2020 Science X Network
