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Robótica

Nanomotor biossintético cria poro artificial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/10/2009

Nanomotor biossintético é usado para criar poro artificial

[Imagem: University of Cincinnati]

Motor de vírus

Cientistas adaptaram o motor biológico que um vírus usa para movimentar seu genoma e construíram uma espécie de furadeira biológica para criar um poro artificial em uma membrana de lipídio, por onde podem ser transportadas moléculas de DNA.

O nanomotor foi retirado do vírus bacteriófago phi29, um vírus que infecta bactérias. O motor biológico do phi29 utiliza seis moléculas do material genético RNA para impulsionar seu DNA através do seu núcleo de proteína, de forma muito semelhante a um parafuso passando por uma rosca.

Poro artificial

A equipe do Dr. Peixuan Guo, da Universidade de Cincinnati, nos Estados Unidos, transferiu o nanomotor do vírus para uma membrana de lipídios.

"O núcleo do motor associou-se naturalmente com a membrana de lipídios, mas nós precisávamos demonstrar que ele poderia fazer um furo na membrana," explica Guo. "Este foi um dos primeiros desafios, movê-lo de seu invólucro nativo para um ambiente artificial."

E o nanomotor, meio biológico, meio sintético, funcionou como esperado, fazendo na membrana um furo que lembra um poro artificial, um canal largo o suficiente para permitir a passagem de moléculas duplas de DNA.

O Dr. Guo afirma que as pesquisas anterior com canais biológicos vinham focando canais suficientes apenas para a passagem de fitas individuais de DNA. "Como o DNA de humanos, animais, plantas, fungos e bactérias têm fitas duplas, o desenvolvimento de um sistema de poros artificiais que possam sequenciar moléculas de DNA duplas é muito importante," diz ele.

Aplicações

Como o poro artificial é construído em uma membrana de lipídios, o canal pode ser utilizado para inserir moléculas de DNA, medicamentos ou outro material terapêutico no lipossoma ou até mesmo no interior de uma célula.

O processo pelo qual o DNA viaja através da membrana também pode ter várias aplicações. "A possibilidade de fazer a molécula de DNA viajar através do nanoporo, avançando nucleotídeo por nucleotídeo, poderá levar ao desenvolvimento de aparatos de sequenciamento de DNA com um único poro," disse Guo.

O estudo é um passo inicial em uma área ainda incipiente, que poderá levar no futuro à utilização de nanomotores biológicos adaptados para levar agentes terapêuticos diretamente para o interior de células infectadas.

Biomotor

O motor biológico do vírus phi29 é um dos mais fortes biomotores descobertos até hoje. Foi esta força que permitiu que seu movimento executasse o furo na membrana que resultou no poro artificial.

Ao demonstrar a possibilidade de utilização do nanomotor viral fora do seu organismo original, esta pesquisa também abre a possibilidade de seu uso para outras tarefas úteis na área da biotecnologia e da nanomedicina.

Bibliografia:

Artigo: Translocation of double-stranded DNA through membrane-adapted phi29 motor protein nanopores
Autores: David Wendell, Peng Jing, Jia Geng, Varuni Subramaniam, Tae Jin Lee, Carlo Montemagno, Peixuan Guo
Revista: Nature Nanotechnology
Data: 27 September 2009
Vol.: Advance online publication
DOI: 10.1038/nnano.2009.259






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