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Nanotecnologia

Biomimetismo em nanoescala: nanoporo seleciona proteínas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/07/2011

Imitando a natureza em nanoescala: nanoporo seleciona proteínas
Ilustração artística do nanoporo nuclear biomimético.
[Imagem: Cees Dekker/TU Delft/Tremani]

Nanoporos

Cientistas holandeses criaram um nanoporo sintético capaz de selecionar proteínas, deixando passar algumas e retendo outras, de acordo com suas características.

Os nanoporos - pequenos furos com dimensões na faixa dos nanômetros - são especialmente promissores porque esse é um dos principais mecanismos que os organismos biológicos usam em seu próprio funcionamento.

Os cientistas já demonstraram que os nanoporos biomiméticos - copiados da natureza - podem ser úteis no sequenciamento eletrônico do DNA, no estudo do Mal de Alzheimer, na dessalinização da água do mar, e em uma nova geração de baterias, apenas para citar alguns exemplos.

Seletividade

Cees Dekker e seus colegas da Universidade de Tecnologia de Delft criaram agora um nanoporo que funciona como uma plataforma de análise que permite estudar como as proteínas se movem para o núcleo das células.

Uma das principais características dos poros celulares é a sua seletividade, sendo muito "criteriosos" naquilo que deixam passar e no que retêm.

Não é para menos: uma falha em um desses processos poderia resultar na morte da célula ou do organismo inteiro.

É por isso que os cientistas têm interesse em reproduzir sinteticamente os nanoporos biológicos: eles poderão ser usados em pesquisas que vão do entendimento básico do funcionamento das células até o desenvolvimento e teste de novos medicamentos.

Biomimetismo

"As células humanas têm um núcleo, e as proteínas e o RNA precisam entrar e sair delas. Isto é regulado por pequenos buracos, chamados poros nucleares. São essencialmente poros biológicos que atuam como guardiões do núcleo da célula," explica o Dr. Dekker.

Embora ainda não seja claro como os poros biológicos alcançam a rigorosa seletividade que os ajuda a controlar o funcionamento da célula, os cientistas conseguiram fabricar um poro sintético que imita o mecanismo natural.

O poro propriamente dito, o "furo", é feito com um feixe de elétrons de alta energia, disparado sobre uma membrana de SiN. Variando-se a intensidade do feixe é possível ajustar a dimensão do furo.

Para imitar um nanoporo biológico, contudo, não é suficiente fazer um furo microscópico: é necessário "funcionalizá-lo", ou seja, dar a ele as características de um poro natural, o que é feito recobrindo com as moléculas adequadas.

Os poros nucleares são construídos pelo organismo segundo um molde biológico que ainda não pode ser simplesmente replicado - na verdade, os cientistas ainda não têm sequer um "mapa" das moléculas que o formam, o que mostra a importância da descoberta dos cientistas holandeses.

Como o nanoporo sintético retém algumas proteínas e deixa passar outras, ele pode funcionar como um filtro para a purificação de compostos biológicos ou para aplicar medicamentos seletivamente dentro de uma célula.

Bibliografia:

Artigo: Single-molecule transport across an individual biomimetic nuclear pore complex
Autores: Stefan W. Kowalczyk, Larisa Kapinos, Timothy R. Blosser, Tomás Magalhães, Pauline van Nies, Roderick Y. H. Lim, Cees Dekker
Revista: Nature Nanotechnology
Vol.: 6, Pages: 433-438 (2011)
DOI: 10.1038/nnano.2011.88






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