Nanotecnologia

Motores biológicos ordenam moléculas uma a uma no interior de um chip

Motores biológicos ordenam moléculas uma a uma no interior de um chip

Pesquisadores holandeses da Universidade de Delft descobriram como utilizar os motores biológicos das células para fazê-las mover-se em canais extremamente finos de um microlaboratório - um tipo especial de chip utilizado para fazer análises de compostos químicos em micro e nanoescala.

Para utilizar o mecanismo descoberto, os cientistas construíram um sistema de transporte que utiliza correntes elétricas para dirigir o movimento das moléculas, uma a uma. Guiando-as no interior dos canais do seu microchip fluídico, eles foram capazes de ordenar as moléculas de acordo com sua cor.

Uma célula biológica é um complexo formado por várias pequenas fábricas de diferentes proteínas. O transporte dos materiais no interior da célula ocorre dentro de uma rede de microtúbulos: proteínas em forma de longos canos, que se estendem num formato de estrela a partir do núcleo, chegando até as paredes da célula.

Biomotores moleculares, como a enzima cinesina, utilizada na pesquisa, movem-se em pequenos passos, cada um de cerca de 8 nanômetros, carregando consigo os materiais necessários ao funcionamento das diversas fábricas de proteína.

Para montar o primeiro "sistema de tráfego molecular" do mundo, os cientistas começaram formando uma espécie de carpete com os motores de quinesina, que foram colocados sobre uma superfície com os seus "pés" virados para cima. Os microtúbulos, cada um medindo entre 1 e 15 micrômetros de comprimento, foram então movidos como se surfassem sobre o "carpete de motores quinesianos".

O problema é que esse carpete não dá direção às proteínas. Para que os microtúbulos se movessem na direção desejada, os cientistas os colocaram no interior dos microcanais de um "lab-on-a-chip", a expressão em inglês pela qual são conhecidos os microlaboratórios.

Um campo elétrico cuidadosamente dirigido ao chip faz com que as extremidades dos microtúbulos virem-se, dirigindo-os para os canais desejados. Assim, os motores da quinesinas os movimentam e o campo elétrico faz com que eles virem nas direções corretas.

Agora os cientistas querem explorar esse mecanismo para operar reações químicas necessárias para análises de laboratório e separação de compostos químicos, apenas para citar alguns exemplos de possibilidades de uso da nova tecnologia.

Bibliografia:

Molecular Sorting by Electrical Steering of Microtubules in Kinesin-Coated Channels
Martin G. L. van den Heuvel, Martijn P. de Graaff, Cees Dekker
Chemical Physics Letters
12 May 2006
Vol.: 312. no. 5775, pp. 910 - 914
DOI: 10.1126/science.1124258




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