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Materiais Avançados

Seda de aranha é produzida por bactérias em grande escala

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/07/2020

Seda de aranha é produzida em grande escala por bactérias
O biorreator com as bactérias e a seda produzida por elas, como coletada e vista ao microscópio.
[Imagem: Choon Pin Foong et al. - 10.1038/s42003-020-1099-6]

Seda sintética

Cientistas japoneses conseguiram convencer bactérias a produzir seda de aranha.

Devido às suas incríveis propriedades de força, resistência e biocompatibilidade, a seda de aranha vem sendo pesquisada para um sem-número de aplicações, da robótica à medicina.

Ocorre que as aranhas produzem muito pouca seda, por isso os cientistas vêm tentando há algum tempo descobrir maneiras de produzir seda sintética.

Choon Foong e seus colegas do Instituto Riken encontraram um meio para isso alterando geneticamente a bactéria marinha Rhodovulum sulfidophilum.

Essa bactéria é ideal para a criação de uma biofábrica sustentável porque ela cresce naturalmente na água do mar, consome dióxido de carbono e nitrogênio da atmosfera e utiliza energia solar porque se alimenta por fotossíntese, como as plantas - ou seja, tudo o que ela usa é abundante ou mesmo inesgotável.

"A seda de aranha tem potencial para ser usada na fabricação de materiais duráveis e de alto desempenho, como roupas resistentes a rasgos, peças de automóveis e componentes aeroespaciais. Sua biocompatibilidade a torna segura para uso em aplicações biomédicas, como sistemas de administração de medicamentos, dispositivos de implante e andaimes para engenharia de tecidos," explicou Foong.

Seda feita por bactérias

Foong alterou geneticamente a bactéria para que ela produza a proteína MaSp1, o principal componente do fio de segurança (dragline) da aranha Nephila spider.

Um trabalho de otimização da sequência genética permitiu maximizar a quantidade de seda que as bactérias conseguem produzir.

A equipe também descobriu que uma receita simples - água do mar artificial, sal de bicarbonato, gás nitrogênio, extrato de levedura e irradiação com luz infravermelha - permite que a R. sulfidophilum cresça bem e produza a proteína da seda com eficiência.

Os testes do material confirmaram que a superfície e as estruturas internas das fibras produzidas pelas bactérias são muito semelhantes às produzidas naturalmente pelas aranhas.

"Nosso estudo mostra a prova inicial de conceito para a produção de seda de aranha em bactérias fotossintéticas. Agora estamos trabalhando para produzir em massa proteínas da linha de segurança da aranha e seda com pesos moleculares mais altos em nosso sistema fotossintético," disse o professor Keiji Numata.

Bibliografia:

Artigo: A marine photosynthetic microbial cell factory as a platform for spider silk production
Autores: Choon Pin Foong, Mieko Higuchi-Takeuchi, Ali D. Malay, Nur Alia Oktaviani, Chonprakun Thagun, Keiji Numata
Revista: Nature Communications Biology
DOI: 10.1038/s42003-020-1099-6





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