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Curiosidades da Dra Shirley

Cientistas transformam vírus em Legos moleculares

09/11/2011

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/10/2011

Cientistas transformam vírus em Legos moleculares
O arranjo das partículas virais resulta em materiais com propriedades únicas, tanto na natureza como, agora, no laboratório.[Imagem: Zina Deretsky/NSF]

Pesquisadores transformaram um vírus benigno em uma ferramenta de engenharia para a montagem de estruturas que imitam o colágeno, uma das proteínas estruturais mais importantes na natureza.

O processo poderá eventualmente ser usado para a fabricação de materiais com propriedades ópticas, mecânicas e biomédicas totalmente ajustáveis.

Colágeno

Vários animais derivam sua coloração não de pigmentos, mas da forma como finas fibras de colágeno em camadas na sua pele refletem a luz - as faces azuis do macaco mandril são um belo exemplo desse fenômeno.

Por outro lado, o alinhamento do colágeno em padrões perpendiculares, semelhantes a grades, gera a transparência, o que é a base do tecido da córnea.

E fibras em forma de saca-rolhas, mineralizadas ao interagir com cálcio e fosfato, podem gerar as partes mais duras do nosso corpo: os ossos e os dentes.

"O bloco de construção básico para todos estes materiais funcionais - córneas, pele e dentes - é exatamente o mesmo. É o colágeno,", explica Lee Seung-Wuk, da Universidade da Califórnia, coordenador da pesquisa.

Manufatura viral

Os pesquisadores escolheram o vírus M13 - inofensivo aos seres humanos - porque o seu longo formato, com uma ranhura helicoidal na superfície, se assemelha às fibras de colágeno.

A técnica consiste em mergulhar uma folha plana de vidro em uma solução com o vírus e, então, puxá-la lentamente para fora, com velocidades precisas.

A velocidade é importante para dar tempo aos vírus para se "automontarem" na superfície de vidro.

Ajustando a concentração de vírus na solução e a velocidade com que o vidro é puxado, é possível controlar a viscosidade do líquido, a tensão superficial e a taxa de evaporação durante o processo de crescimento do biofilme.

Esses fatores determinam o tipo de padrão formado pelos vírus sobre a placa de vidro.

Os pesquisadores criaram três padrões distintos de filmes usando esta técnica.

Cientistas transformam vírus em Legos moleculares
Diferentes estruturas construídas pela automontagem dos vírus resultam em diferentes propriedades na reflexão da luz. [Imagem: University of California at Berkeley]

Vírus biomédico

A seguir, a equipe demonstrou que o processo de montagem do vírus pode ser usado em aplicações biomédicas.

Eles modificaram geneticamente o vírus para que ele expressasse peptídeos específicos, que influenciam o crescimento dos tecidos moles e duros.

Os filmes virais resultantes foram então usados como modelos para orientar os tecidos para a biomineralização de fosfato de cálcio, formando um compósito similar ao esmalte do dente que, no futuro, poderá ser aplicado como material regenerador de tecidos.

Lento

A simplicidade da técnica torna promissora sua adaptação para uso em larga escala, segundo os pesquisadores: uma vez que os parâmetros são definidos, é possível deixar que o processo de automontagem se realize sozinho.

Antes de chegar a uma fábrica, porém, eles terão que encontrar uma forma de acelerar o processo.

Puxando a placa de vidro a uma velocidade entre 10 e 100 micrômetros por minuto, como demonstrado nos experimentos, pode levar entre 1 e 10 horas para criar cada estrutura.

Bibliografia:

Biomimetic self-templating supramolecular structures
Woo-Jae Chung, Jin-Woo Oh, Kyungwon Kwak, Byung Yang Lee, Joel Meyer, Eddie Wang, Alexander Hexemer, Seung-Wuk Lee
Nature
19 October 2011
Vol.: 478, Pages: 364-368
Fonte:
 
 
 
 


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