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Nanotecnologia

Gelatina mecanicamente ativa feita com DNA

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/10/2012

Gelatina mecanicamente ativa feita com DNA
O gel de DNA é composto por nanotubos e fitas de DNA, movimentados por motores moleculares retirados de uma bactéria. O combustível é o ATP.
[Imagem: Peter Allen/UCSB]

Gelatina viva

Cientistas usaram DNA para criar um "gel dinâmico", uma geleca que responde a estímulos externos de forma muito semelhante a uma célula.

E eles prometem que ela logo será também uma gelatina rastejante.

Embora seres gosmentos rastejantes sejam comuns no roteiro de filmes de ficção de segunda categoria, Olivier Bertrand, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara está mais interessado em construir uma nova classe de músculos artificiais.

"Isto é um novo tipo de gel capaz de reações, ou o que poderíamos chamar de um material inteligente," disse Omar Saleh, coordenador do estudo.

"O gel tem capacidades mecânicas ativas porque ele gera forças de forma independente, produzindo mudanças em sua elasticidade e em seu formato quando consome moléculas de ATP para obter energia - de forma muito parecida com o que uma célula faz," completa o pesquisador.

Gel de DNA

O gel ativo de DNA se parece com as células também nas dimensões - cada grumo mede 10 micrômetros de diâmetro.

O material é permeado por nanotubos de DNA conectados entre si por fitas longas e flexíveis igualmente de DNA, que servem como substratos para motores moleculares.

Gelatina mecanicamente ativa feita com DNA
É a flexibilidade dos nanotubos e a maneira que eles se interconectam que determina como o gel responde aos estímulos.
[Imagem: UCSB]

É a flexibilidade dos nanotubos e a maneira que eles se interconectam que determina como o gel responde aos estímulos.

Usando um motor molecular - uma proteína bacteriana chamada FtsK50C - o gel reage da mesma forma que o citoesqueleto reage à miosina - contraindo e se distendendo.

A proteína liga-se a superfícies determinadas nas fitas de DNA que servem de conexão entre os nanotubos, forçando-os a contrair e se aproximar uns dos outros, fazendo o gel inflar e se contrair.

O combustível da geleca ambulante é o ATP (adenosina trifosfato), o mesmo usado pelas células vivas.

Aplicações possíveis

Embora esteja nos estágios iniciais de desenvolvimento, os cientistas afirmam que o gel de DNA poderá ter uma séria de aplicações, incluindo a fabricação de músculos artificiais e materiais inteligentes.

Em termos mais imediatos, o material deverá ajudar a estudar as forças mecânicas exercidas pelas células, que se acredita desempenharem um papel importante não apenas em seu funcionamento normal, mas também quando as coisas dão errado, como no surgimento dos tumores.

Agora que criaram um gel que pode se contrair e distender, o grupo afirma que pretende refinar a técnica para criar movimentos distintos, como fazer o gel torcer-se e rastejar.

Eles planejam também usar outros motores moleculares para fazer a gelatina móvel de DNA imitar outros comportamentos celulares, como mudar de formato e se dividir - dividir, e não reproduzir, é importante salientar.

Bibliografia:

Artigo: Active, motor-driven mechanics in a DNA gel
Autores: Olivier J. N. Bertrand, Deborah Kuchnir Fygenson, Omar A. Saleh
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 109 no. 43 17342-17347
DOI: 10.1073/pnas.1208732109





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