No novo sistema ilustrado acima, um nanotradutor (círculo com pontos) possibilitou que a levedura (verde) respondesse a um sinal enviado por bactérias (marrom). Crédito:Nano Letras (2022). DOI:10.1021/acs.nanolett.1c02435
As células se comunicam umas com as outras na linguagem da química, mas aquelas de reinos diferentes, como bactérias e leveduras, falam dialetos virtualmente ininteligíveis para as outras. Ao aprender como os micróbios “falam”, os pesquisadores esperam um dia manipular seu comportamento para proteger contra doenças, por exemplo. Esforços como este estão em sua infância, mas em um novo estudo em
Nano Letters, da ACS, pesquisadores descrevem o primeiro sistema que permite que dois organismos não relacionados se comuniquem.
Na natureza, muitas células enviam e recebem sinais químicos. Essa estratégia permite que as bactérias regulem seu comportamento, os fungos se acasalem e as células humanas notifiquem umas às outras sobre ameaças. Esse tipo de comunicação química inspirou pesquisadores a criarem seus próprios meios de participar dessas conversas para que possam dar instruções às células. Enquanto alguns estudos examinaram partículas em micro ou nanoescala que se comunicam com um tipo de célula, o uso de partículas para permitir a comunicação entre dois tipos diferentes de células não foi explorado. Antoni Llopis-Lorente, Ramón Martínez-Máñez e colegas queriam criar um dispositivo de tradução em nanoescala para que pudessem enviar um sinal químico entre membros de dois reinos de vida diferentes – algo que raramente acontece no mundo natural.
A equipe construiu o nanotradutor a partir de nanopartículas de sílica carregadas com duas moléculas:uma que reage com a glicose e outra chamada fleomicina. O sistema de sinalização que eles construíram tinha duas etapas, que eles testaram independentemente e depois montaram. Primeiro, os pesquisadores iniciaram um sinal expondo a E. coli à lactose. A bactéria converteu a lactose em glicose, que reagiu com o nanotradutor. Em seguida, este dispositivo liberou fleomicina, outro composto mensageiro. A levedura Saccharomyces cerevisiae detectou a fleomicina e respondeu com fluorescência, algo que eles foram geneticamente modificados para fazer. Os pesquisadores prevêem muitas aplicações possíveis para sistemas de comunicação semelhantes baseados em nanotradutores. Por exemplo, esses dispositivos podem ser usados para dizer às células para desligar certos processos e ativar outros, ou para alterar a atividade das células imunes humanas para tratar doenças, dizem os pesquisadores.
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