p Mariscos, como mexilhões e cracas, secretam proteínas muito pegajosas que os ajudam a agarrar-se a rochas ou cascos de navios, mesmo debaixo d'água. Inspirado por esses adesivos naturais, uma equipe de engenheiros do MIT projetou novos materiais que podem ser usados ​​para consertar navios ou ajudar a curar feridas e incisões cirúrgicas. p Para criar seus novos adesivos à prova d'água, os pesquisadores do MIT desenvolveram bactérias para produzir um material híbrido que incorpora proteínas de mexilhão naturalmente pegajosas, bem como uma proteína bacteriana encontrada em biofilmes - camadas viscosas formadas por bactérias que crescem em uma superfície. Quando combinados, essas proteínas formam adesivos subaquáticos ainda mais fortes do que os secretados pelos mexilhões.

p Este projeto, descrito na edição de 21 de setembro da revista Nature Nanotechnology , representa um novo tipo de abordagem que pode ser explorada para sintetizar materiais biológicos com múltiplos componentes, usando bactérias como pequenas fábricas.

p "O objetivo final para nós é criar uma plataforma onde possamos começar a construir materiais que combinem vários domínios funcionais diferentes e ver se isso nos dá um melhor desempenho de materiais, "diz Timothy Lu, professor associado de engenharia biológica e engenharia elétrica e ciência da computação (EECS) e autor sênior do artigo.

p O autor principal do artigo é Chao Zhong, um ex-pós-doutorado do MIT que agora está na ShanghaiTech University. Outros autores são o estudante de graduação Thomas Gurry, estudante de graduação Allen Cheng, sênior Jordan Downey, pós-doutorado Zhengtao Deng, e Collin Stultz, professor em EECS.

p Adesivos complexos

p A substância pegajosa que ajuda os mexilhões a se prenderem às superfícies subaquáticas é composta por várias proteínas conhecidas como proteínas do pé de mexilhão. "Muitos organismos subaquáticos precisam ser capazes de se agarrar às coisas, então eles fazem todos os tipos de adesivos diferentes dos quais você pode pegar emprestado, "Lu diz.

p Os cientistas já desenvolveram bactérias E. coli para produzir proteínas individuais de pé de mexilhão, mas esses materiais não capturam a complexidade dos adesivos naturais, Lu diz. No novo estudo, a equipe do MIT queria projetar bactérias para produzir duas proteínas de pé diferentes, combinadas com proteínas bacterianas chamadas fibras curli - proteínas fibrosas que podem se agrupar e formar-se em malhas muito maiores e mais complexas.

p A equipe de Lu projetou bactérias para que produzissem proteínas que consistem em fibras curli ligadas à proteína 3 de pé de mexilhão ou à proteína 5 de pé de mexilhão. Depois de purificar essas proteínas da bactéria, os pesquisadores os deixaram incubar e formar densos, malhas fibrosas. O material resultante tem uma estrutura regular, porém flexível, que se liga fortemente a superfícies secas e úmidas.

p Os pesquisadores testaram os adesivos usando microscopia de força atômica, uma técnica que testa a superfície de uma amostra com uma ponta minúscula. Eles descobriram que os adesivos se ligam fortemente às pontas feitas de três materiais diferentes - sílica, ouro, e poliestireno. Adesivos montados a partir de quantidades iguais de proteína de pé de mexilhão 3 e proteína de pé de mexilhão 5 formaram adesivos mais fortes do que aqueles com uma proporção diferente, ou apenas uma das duas proteínas sozinhas.

p Esses adesivos também eram mais fortes do que os adesivos de mexilhão de ocorrência natural, e eles são os mais fortes de inspiração biológica, adesivos subaquáticos à base de proteína relatados até o momento, dizem os pesquisadores.

p Mais força adesiva

p Usando esta técnica, os pesquisadores podem produzir apenas pequenas quantidades do adesivo, então agora estão tentando melhorar o processo e gerar quantidades maiores. Eles também planejam fazer experiências com a adição de algumas das outras proteínas de pé de mexilhão. "Estamos tentando descobrir se, ao adicionar outras proteínas de pé de mexilhão, podemos aumentar ainda mais a força adesiva e melhorar a robustez do material, "Lu diz.

p A equipe também planeja tentar criar "colas vivas" consistindo de filmes de bactérias que podem detectar danos em uma superfície e, em seguida, repará-los secretando um adesivo.