Pesquisa liderada por Rein Ulijn, Diretor da Iniciativa de Nanociência do CUNY Advanced Science Research Center (ASRC) e Professor de Química no Hunter College, pavimentou o caminho para o desenvolvimento de polímeros de evolução dinâmica que se formam espontaneamente ao se adaptarem ao ambiente, o que pode levar a uma série de possibilidades de produtos, incluindo a entrega de medicamentos, ciência alimentar e cosméticos, cujos resultados foram publicados hoje em Nature Nanotechnology .

Ao permitir que esses peptídeos - cadeias de polímeros compostos de aminoácidos - reorganizem continuamente suas sequências, eles acabarão por formar os polímeros que são mais adequados para o ambiente em detrimento das estruturas menos favorecidas. Este método, que é inspirado pelos princípios da evolução, permitiu que a equipe de Ulijn identificasse uma variedade de materiais à base de peptídeos até então desconhecidos. Embora as pesquisas anteriores em nanotecnologia de peptídeos tenham se centrado em descobertas casuais ou projetos meticulosos, a nova abordagem permite a descoberta imparcial por meio da auto-seleção de estruturas otimizadas.

"Em nossa busca para encontrar materiais baseados nos blocos de construção da biologia - mas que são muito mais simples - é difícil projetar racionalmente esses materiais porque há muitas permutações possíveis que poderiam ser exploradas, "Ulijn disse.

"Em vez de projetar racionalmente para melhorar os materiais, encontramos uma maneira de evoluir de forma autônoma, "disse Charalampos Pappas, primeiro autor, e ex-pesquisador de pós-doutorado CUNY ASRC. "Conseguimos isso tendo componentes conectados dinamicamente, reorganizar e desconectar, resultando na seleção espontânea e formação das nanoestruturas de automontagem mais estáveis. "

O papel, intitulado "Bibliotecas de peptídeos dinâmicos para a descoberta de nanomateriais supramoleculares, "é uma continuação da pesquisa de Ulijn de estruturas de peptídeos ajustáveis, que têm se mostrado muito promissores em uma variedade de aplicações comerciais. Estes incluem nanoesferas que podem ser biodegradáveis ​​e podem ser potencialmente utilizadas em aplicações de entrega de drogas, bem como nanofibras que formam materiais em fase de gel, que pode ser usado em uma variedade de aplicações, incluindo cosméticos ou plásticos biodegradáveis ​​que podem resistir a condições adversas.

O método de descoberta de peptídeo baseado na evolução ainda não cobre toda a gama de funcionalidades químicas presentes em materiais naturais e atualmente é um processo demorado. "Esses problemas podem ser superados pela automação e miniaturização do processo, que é o foco da pesquisa atual, "Ulijn disse.