p Cientistas de materiais, liderado por uma equipe do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia, projetou um minúsculo tubo que se enrola e fecha. p Esses nanotubos ocos são milhares de vezes menores do que um fio de cabelo humano e podem ajudar na filtragem de água, engenharia de tecidos e muitas outras aplicações.

p Os tubos foram inspirados por estruturas de proteínas chamadas microtúbulos que residem nas células, de acordo com Chun-Long Chen do PNNL.

p "A estrutura da célula é tão bonita, "disse Chen, um químico de materiais que concebeu e dirigiu o projeto. "Queríamos criar um sistema sintético que imitasse a estrutura dos microtúbulos e fosse estável o suficiente para uma variedade de aplicações técnicas."

p Chen, seus colegas do PNNL e seus colaboradores publicaram suas descobertas esta semana em Nature Communications .

p Imitando microtúbulos

p Os microtúbulos são minúsculos tubos ocos que ajudam a manter o DNA organizado durante a divisão celular e formam estradas para transportar o conteúdo pela célula.

p Essas estradas celulares são compostas por longas cadeias de proteínas que se juntam em uma estrutura rígida, mas oco, tubo. Os microtúbulos têm uma estrutura uniforme, mas dinâmica, e eles inspiram cientistas como Chen.

p O grupo de Chen espera usar minúsculos tubos ocos como microtúbulos para criar um sistema de filtração de água robusto que capturaria sal ou outras moléculas para dentro e deixaria a água pura escapar pela outra extremidade. Além disso, eles querem monitorar como as células-tronco se adaptam a diferentes ambientes, estudando como as células mudam enquanto crescem nesses tubos.

p Mas os pesquisadores não podem usar microtúbulos próprios para esses projetos. Os microtúbulos podem ser rígidos e responsivos, mas também são suscetíveis a mudanças de temperatura e micróbios.

p Por exemplo, "se quisermos usar microtúbulos para filtrar água, você não quer ter um filtro que pode ser comido por bactérias, "disse Chen.

p Então, a equipe começou a fazer uma versão sintética de microtúbulos usando moléculas semelhantes a proteínas chamadas peptóides. Como proteínas, peptoides são compostos por um padrão repetitivo de blocos de construção com ligeiras variações, mas os peptóides são mais estáveis.

p Esses novos nanotubos se formam de uma maneira única. Primeiro, pequenas partículas peptóides se juntam para formar uma folha. Em seguida, a folha fecha em uma extremidade e rola em um tubo sem costura.

p Kit de ferramentas Nano

p Para caracterizar os nanotubos, os cientistas usaram uma variedade de técnicas, incluindo alguns na Fonte de Luz Avançada e na Fundição Molecular, duas instalações do DOE Office of Science User no Lawrence Berkeley National Laboratory.

p Chen e sua equipe descobriram que esses nanotubos são altamente adaptáveis. O grupo poderia controlar o tamanho do tubo, diâmetro, espessura e rigidez ajustando a composição do tubo ou alterando a acidez da solução.

p Para testar a rigidez dos nanotubos, A equipe de Chen pressionou os nanotubos individuais e mediu como eles mudaram de forma. Os tubos têm uma rigidez que fica entre o tecido biológico e substâncias mais duras como vidro e mica, que, disse Chen, é ótimo para os tipos de experimentos que ele espera fazer.

p Mas Chen não quer parar por aí. Para ele, o objetivo é criar algo que imite a natureza em estrutura e função.

p "A natureza nos ofereceu todos os tipos de belos exemplos, "disse ele." Os peixes podem tirar água do mar sem ter que se preocupar com as condições de sal alto. Se pudéssemos imitar esse comportamento construindo membranas celulares artificiais contendo esses nanotubos, poderíamos resolver alguns dos grandes problemas que nosso mundo enfrenta hoje. "