p No último artigo do Geobacter Lab liderado pelo microbiologista Derek Lovley da Universidade de Massachusetts Amherst, ele e seus colegas relatam "um grande avanço" na busca para desenvolver nanofios de proteína eletricamente condutores na bactéria Geobacter sulfurreducens para uso como sensores químicos e biológicos. Os detalhes aparecem na edição atual do jornal American Chemical Society, Biologia Sintética ACS . p Nanofios de proteína eletricamente condutores encontrados no Geobacter têm sido objeto de intenso estudo em seu laboratório por vários anos, Lovley observa, porque eles oferecem tantas vantagens sobre os caros nanofios de silício e nanotubos de carbono que requerem produtos químicos tóxicos e processos de alta energia para serem produzidos.

p Por contraste, Os nanofios da Geobacter podem ser produzidos em massa de forma sustentável e cultivados com matérias-primas renováveis. Eles requerem baixo consumo de energia - uma estimativa diz que custa 100 vezes menos energia para produzi-los do que os nanofios de silício - e eles podem ser reciclados, as notas do microbiologista. Os nanofios de proteína são mais sensíveis, mais finos e flexíveis do que os fios de silicone, portanto, mais podem ser embalados em um espaço menor, com melhores capacidades de detecção. Eles também são estáveis ​​na água ou fluidos corporais, um recurso importante para aplicações biomédicas.

p Lovley, que descobriu os micróbios condutores de eletricidade na lama do Rio Potomac há mais de 30 anos, diz, "Em nossa pesquisa anterior, nos concentramos em ajustar a condutividade dos fios modificando o gene da proteína que Geobacter monta no fio. Agora temos uma caixa de ferramentas de fios para escolher com uma faixa de condutividade de um milhão de vezes. Isso fornece ampla flexibilidade para design de dispositivos eletrônicos. "

p "Uma das aplicações mais promissoras para nanofios de proteína são os sensores biomédicos e ambientais, "ele explica." Queremos projetar o fio que liga especificamente um produto químico ou biológico de interesse. Quando essa molécula se ligar ao fio, será óbvio como uma mudança no sinal elétrico. "

p "O próximo objetivo era ver se poderíamos modificar as propriedades da superfície dos nanofios sem destruir sua condutividade, que é o que mostramos neste último documento de prova de conceito, "Lovley aponta. Estudos recentes de seu laboratório demonstram que peptídeos de até 9 aminoácidos podem ser adicionados à estrutura de aminoácidos dos nanofios, e "decorá-lo" com ainda mais peptídeos é possível.

p Os pesquisadores testaram dois cenários diferentes de "decoração" de peptídeos - assim chamados porque os peptídeos expostos ao longo da parte externa dos fios são como pequenas lâmpadas em uma série de luzes de Natal, Lovley diz.

p Eles primeiro construíram uma variedade de G. sulfurreducens que fez nanofios sintéticos decorados com uma "etiqueta His" de seis histidinas que ligava especificamente o níquel à superfície do fio. Em seguida, eles demonstraram a possibilidade de produzir fios com duas decorações, a His-tag e um "linker" de nove peptídeos "HA-tag" expostos na superfície externa. Eles também demonstraram que o número de decorações no fio pode ser controlado pela introdução de um circuito genético para controlar a expressão da etiqueta HA. Nenhuma das tags diminuiu a condutividade dos fios, o relatório dos autores.

p Essas amplas possibilidades para modificar os nanofios com peptídeos, além de seu "verde, "atributos sustentáveis ​​prometem avanços futuros, dizem os pesquisadores. As propriedades dos nanofios "agora podem ser prontamente modificadas para ter novas funcionalidades. Por exemplo, como mostramos no jornal, peptídeos podem ser projetados para ligar especificamente produtos químicos ou biológicos de interesse, que será útil para projetar sensores de nanofios. "