p Microbiologistas da Universidade de Massachusetts Amherst relatam que descobriram um novo tipo de fio natural produzido por bactérias que pode acelerar muito o objetivo dos pesquisadores de desenvolver materiais condutores "verdes" sustentáveis ​​para a indústria eletrônica. O estudo de Derek Lovley e colegas aparece esta semana em mBio , o principal jornal da American Society of Microbiology. p Os pesquisadores estudaram nanofios microbianos, filamentos de proteínas que as bactérias usam naturalmente para fazer conexões elétricas com outros micróbios ou minerais.

p Como Lovley explica, "Nanofios microbianos são um material eletrônico revolucionário com vantagens substanciais em relação aos materiais feitos pelo homem. Nanofios de síntese química em laboratório requerem produtos químicos tóxicos, altas temperaturas e / ou metais caros. As necessidades de energia são enormes. Por contraste, nanofios microbianos naturais podem ser produzidos em massa à temperatura ambiente a partir de matérias-primas renováveis ​​de baixo custo em biorreatores com entradas de energia muito mais baixas. E o produto final está livre de componentes tóxicos. "

p "Os nanofios microbianos, portanto, oferecem um potencial sem precedentes para o desenvolvimento de novos materiais, dispositivos eletrônicos e sensores para diversas aplicações com uma nova tecnologia amiga do ambiente, ", acrescenta." Este é um avanço importante na tecnologia de nanofios microbianos. A abordagem que delineamos neste artigo demonstra um método rápido de prospecção na natureza para encontrar melhores materiais eletrônicos. "

p Até agora, o laboratório de Lovely tem trabalhado com nanofios de apenas uma bactéria, Geobacter sulfurreducens . "Nossos primeiros estudos se concentraram em um Geobacter porque estávamos apenas tentando entender por que um micróbio faria pequenos fios, "Lovley diz." Agora estamos mais interessados ​​nos nanofios como um material eletrônico e gostaríamos de entender melhor o escopo completo do que a natureza pode ter a oferecer para essas aplicações práticas. "

p Quando seu laboratório começou a examinar os filamentos de proteínas de outros Geobacter espécies, eles ficaram surpresos ao encontrar uma ampla gama de condutividades. Por exemplo, uma espécie recuperada de solo contaminado com urânio produziu filamentos pouco condutores. Contudo, outra espécie, Geobacter metallireducens - coincidentemente o primeiro Geobacter já isolado - nanofios produzidos 5, 000 vezes mais condutivo do que o G. sulfurreducens fios. Lovley lembra, "Isolei metalireducens da lama do Rio Potomac há 30 anos, e a cada dois anos nos dá uma nova surpresa. "

p Em seu novo estudo apoiado pelo U.S. Office of Naval Research, eles não estudaram o G. metallireducens estirpe diretamente. Em vez de, eles pegaram o gene para a proteína que se monta em nanofios microbianos e inseriram isso em G. sulfurreducens . O resultado é um geneticamente modificado G. sulfurreducens que expressa o G. metallireducens proteína, tornando os nanofios muito mais condutores do que G. sulfurreducens iria produzir naturalmente.

p Avançar, Lovley diz, "Nós descobrimos que G. sulfurreducens irá expressar genes de filamentos de muitos tipos diferentes de bactérias. Isso simplifica a produção de uma diversidade de filamentos no mesmo microrganismo e o estudo de suas propriedades em condições semelhantes. "

p "Com esta abordagem, estamos prospectando através do mundo microbiano para ver o que existe em termos de materiais condutores úteis, "Ele acrescenta." Há um vasto reservatório de genes de filamentos no mundo microbiano e agora podemos estudar os filamentos produzidos a partir desses genes, mesmo que o gene venha de um micróbio que nunca foi cultivado. "

p Os pesquisadores atribuem G. metallireducens extraordinariamente alta condutividade dos nanofios para sua maior abundância de aminoácidos aromáticos. Anéis aromáticos compactados parecem ser um componente chave da condutividade microbiana do nanofio, e mais anéis aromáticos provavelmente significam melhores conexões para transferência de elétrons ao longo dos filamentos de proteínas.

p A alta condutividade do G. metallireducens nanofios sugere que eles podem ser um material atraente para a construção de materiais condutores, dispositivos eletrônicos e sensores para aplicações médicas ou ambientais. Os autores dizem que descobrir mais sobre os mecanismos de condutividade dos nanofios "fornece uma visão importante sobre como podemos fazer fios ainda melhores com genes que nós mesmos projetamos."