Bactérias com nanopartículas formam “materiais vivos”

Funcionalidades vivas

Engenheiros do MIT, nos Estados Unidos, conseguiram convencer células bacterianas a incorporar materiais não-vivos funcionais, como nanopartículas de ouro e pontos quânticos.

Esses “materiais vivos” combinam as vantagens das células vivas – que respondem ao ambiente, produzem moléculas biológicas complexas e se estendem por várias escalas de comprimento -, com os benefícios dos materiais inertes, que podem ter funções como conduzir eletricidade ou emitir luz.

Embora a inspiração tenha vindo de materiais biológicos, como os ossos, e levem a imaginação a pensar em dispositivos biomecatrônicos ou interfaces homem-máquina, os pesquisadores afirmam

que a aplicação mais imediata da tecnologia deverá envolver a otimização das funções dos materiais inertes, produzindo células solares mais eficientes, materiais que se autoconsertam e sensores para o diagnóstico de doenças.

“Nossa ideia é juntar os mundos vivo e não-vivo para fazer materiais híbridos que tenham células vivas neles e sejam funcionais. É uma maneira interessante de pensar sobre a síntese de materiais, que é muito diferente do que as pessoas fazem agora, que é normalmente uma abordagem de cima para baixo,” disse o professor Timothy Lu, coordenador do trabalho.

Bactérias funcionalizadas

O grupo escolheu a bactéria E. coli como material de construção porque ela produz naturalmente biofilmes que contêm as chamadas fibras curli, proteínas amiloides que ajudam a E. coli a se fixar em superfícies. Cada fibra curli consiste em uma corrente de subunidades idênticas da proteína CSGA, que pode ser modificada pela adição de fragmentos de outras proteínas, ou peptídeos.

São esses peptídeos que podem capturar os materiais não-vivos, as nanopartículas, incorporando-as aos biofilmes bacterianos.

Programando geneticamente as bactérias para produzir diferentes tipos de fibras curli sob condições determinadas, os pesquisadores conseguiram controlar as propriedades dos biofilmes e criar nanofios de ouro, biofilmes eletricamente condutores e filmes cravejados de pontos quânticos – cristais semicondutores usados na construção de LEDs – sensores e em experimentos de computação quântica.

A equipe também configurou as células bacterianas de modo que elas possam comunicar-se umas com as outras e alterar a composição do biofilme ao longo do tempo.

“Você pode fazer as células falarem umas com as outras e elas podem mudar a composição do material ao longo do tempo. Em última análise, esperamos emular como os sistemas naturais, como os ossos, se formam. Ninguém diz ao osso o que fazer, mas ele gera um material em resposta a sinais ambientais,” concluiu o professor Lu.

Fonte: Inovação Tecnológica