Nanotecnologia

Biomimetismo em nanoescala: nanoporo seleciona proteínas

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:

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




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