Princípio da discriminação por tamanho de moléculas com nanoporos bacterianos:quando uma molécula é colocada no poro formado pela proteína (acima do centro), uma parte da corrente (trilha vermelha) é brevemente interrompida pelo poro aberto (acima à esquerda). Moléculas de cadeia maiores bloqueiam a corrente de forma mais completa e por períodos mais longos do que as menores. Este efeito é usado para medir o tamanho das moléculas. Crédito:Jan C. Behrends
Uma equipe franco-alemã liderada pelo Prof. Dr. Jan C. Behrends e Dr. Gerhard Baaken da Universidade de Freiburg e Dr. Abdelghani Oukhaled das Universidades de Evry e Cergy-Pontoise desenvolveu um método capaz de medir com precisão o tamanho de moléculas individuais. Para fazer isso, os pesquisadores usaram a proteína aerolisina da bactéria Aeromonas hydrophila em vez da proteína usada anteriormente para esse fim, alfa-hemolisina da bactéria Staphylococcus aureus. O método permanece o mesmo:a proteína forma um poro em uma membrana celular artificial. Os pesquisadores inserem a molécula cujo tamanho desejam medir neste poro, guiando uma corrente iônica através dele. A molécula bloqueia parcialmente essa corrente - semelhante à forma como um objeto iluminado por um holofote projeta uma sombra. O resto da corrente iônica, que passa pelo poro, pode então ser usado para medir a molécula. "O novo poro é muito mais adequado para determinar toda a gama de tamanhos de moléculas, "diz Behrends.
Os pesquisadores publicaram suas descobertas na revista ACS Nano .
A principal vantagem do novo método é que os polímeros - moléculas em cadeia compostas de elementos repetidos - permanecem no novo poro por muito mais tempo do que um milissegundo, enquanto eles permanecem no poro da hemolisina por menos de um milissegundo. O método permite aos cientistas determinar a diferença de tamanho entre duas moléculas que diferem apenas em relação a um único elo da cadeia. Polímeros como os solúveis em água, não tóxico, e o polietilenoglicol não alergênico têm uma ampla gama de usos na medicina e na biotecnologia. Por exemplo, eles podem aumentar a estabilidade dos agentes medicinais. Isso requer informações precisas sobre o tamanho dos elos da cadeia na molécula e como eles estão distribuídos. O novo e aprimorado método é capaz de fornecer essa informação - mesmo no caso de cadeias curtas cujo tamanho era quase impossível de discriminar com o poro anteriormente usado para esse fim. "A viabilidade técnica deste método para determinar o tamanho de polímeros solúveis em água está agora ao nosso alcance, "diz Behrends.
A pesquisa foi financiada pelo grupo internacional de treinamento em pesquisa Soft Matter Science da Universidade de Freiburg e Ionera Techologies GmbH, um spin-off da Universidade de Freiburg. O autor principal Gerhard Baaken também é o CEO da Ionera. Jan C. Behrends lidera o Grupo de Trabalho de Fisiologia e Tecnologia de Membrana do Instituto de Fisiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Freiburg.