p Um grupo de pesquisa metabólica da KAIST e da Universidade Chung-Ang na Coréia desenvolveu uma cepa de E. coli recombinante que biossintetiza 60 nanomateriais cobrindo 35 elementos na tabela periódica. Entre os elementos, a equipe conseguiu biossintetizar 33 novos nanomateriais pela primeira vez, avançando no design de nanomateriais por meio da biossíntese de elementos únicos e múltiplos. p O estudo analisou as condições de biossíntese dos nanomateriais usando um diagrama de Pourbaix para prever a produtibilidade e cristalinidade. Os pesquisadores estudaram um diagrama de Pourbaix para prever as espécies químicas estáveis ​​de cada elemento para a biossíntese de nanomateriais em vários níveis de potencial de redução (Eh) e pH. Com base nas análises do diagrama de Pourbaix, o pH inicial da reação foi alterado de 6,5 para 7,5, resultando na biossíntese de múltiplos nanomateriais cristalinos que eram anteriormente amorfos ou não sintetizados.

p Esta estratégia foi estendida para biossintetizar nanomateriais multi-elementos. Vários nanomateriais de elemento único e múltiplo biossintetizados nesta pesquisa podem servir como nanomateriais novos e inovadores para aplicações industriais, como catalisadores, sensores químicos, biossensores, bioimagem, entrega de drogas, e terapia do câncer.

p Este estudo, intitulado "Escherichia coli recombinante como uma biofábrica para vários nanomateriais de elemento único e multi-elemento, "foi publicado online no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ) em 21 de maio.

p Uma recente biossíntese bem-sucedida de nanomateriais sob condições suaves, sem a necessidade de tratamentos físicos e químicos, desencadeou a exploração da capacidade total de biossíntese de um sistema biológico para a produção de uma gama diversificada de nanomateriais, bem como para a compreensão dos mecanismos de biossíntese para nanomateriais cristalinos versus amorfos.

p Tem havido um interesse crescente em sintetizar vários nanomateriais que ainda não foram sintetizados para várias aplicações, incluindo materiais semicondutores, células solares aprimoradas, materiais biomédicos, e muitos outros. Esta pesquisa relata a construção de uma cepa de E. coli recombinante que co-expressa metalotioneína, uma proteína de ligação a metal, e fitocelatina sintase que sintetiza o peptídeo de ligação a metal fitocelatina para a biossíntese de vários nanomateriais. Subseqüentemente, uma cepa de E. coli foi projetada para produzir uma ampla gama de nanomateriais, incluindo aqueles nunca biossintetizados antes, usando 35 elementos individuais da tabela periódica e também combinando multi-elementos.

p O distinto professor Doh Chang Lee disse:"Um processo ecologicamente correto e sustentável é de muito interesse para a produção de nanomateriais não apenas por métodos químicos e físicos, mas por síntese biológica. tem havido muita atenção à produção de nanomateriais diversos e inovadores para novas aplicações industriais. Este é o primeiro relatório a prever a biossíntese de vários nanomateriais, de longe o maior número de vários nanomateriais de elementos simples e múltiplos. As estratégias utilizadas para a biossíntese de nanomateriais nesta pesquisa serão úteis para diversificar ainda mais o portfólio de nanomateriais que podem ser fabricados. "