Músculos artificiais e gosma automotriz podem parecer assuntos de ficção científica, mas para os cientistas Omar Saleh e Debora Fygenson da Universidade de Santa Barbara, a realidade não se encontra muito distante destas ideias. Unindo esforços, bem como as suas áreas de especialização, este duo consegui criar um gel dinâmico de DNA que responde mecanicamente a estímulos de forma muito similar à das células.
“Este é um tipo único de gel com capacidade de resposta, ou, como outros possam dizer, é um material «inteligente» ”, disse Saleh, professor afiliado ao Programa de Engenharia e Ciência Biomolecular da UCSB. “O gel possui capacidades mecânicas activas, pelo que consegue gerar forças independentemente, levando a mudanças na elasticidade e forma, quando são fornecidas moléculas de ATP para energia – tal como uma célula viva”.
O gel de DNA, com apenas 10 µm de espessura, tem sensivelmente as mesmas dimensões que uma célula eucariótica. É composto por nanotubos de DNA, ligados entre si através de filamentos flexíveis de DNA.
“O DNA permite um maior control das funções do gel”, diz Fygenson, professora de física, também afiliada ao Programa de Engenharia e Ciência Biomolecular da UCSB. “Este sistema é muito empolgante porque consegue-se construir filamentos à escala de nanómetros para certas especificações”. Usando o design de DNA, diz ainda, eles conseguem controlar a rigidez dos nanotubos e a forma das suas ligações, o que vai determinar como o gel vai responder aos estímulos.
Usando uma proteína motora bacteriana – FstK50C – os cientistas podem fazer com este gel reaja de uma forma similar à reacção do citoesqueleto celular com a proteína motora miosina. A proteína liga-se aos filamentos flexíveis, e move-os, encurtando-os e fazendo com que os nanotubos se aproximem mais uns dos outros.
O projecto tem potencial aplicabilidade para uma vasta gama de funções, incluído materiais inteligentes, músculos artificiais, no estudo e compreensão do funcionamento do citoesqueleto celular, assim como em nanotecnologia de DNA.
Uma vez criado um gel que consegue executar contracções, Saleh e Fygenson estão agora a tentar refinar a sua técnica para criar géis com movimentos mais distintos, como contorções ou rolamentos, assim como utilizar outras proteínas motoras que permitam ao gel imitar outros comportamentos celulares.
Como Saleh disse, “a biologia proporciona uma vasta gama de motores que só agora é que começámos a explorar”.
Fonte: Biology News Net