Bactérias condutoras de eletricidade: a chave para uma revolução tecnológica e imensos avanços médicos
Cientistas descobriram mais sobre como algumas bactérias
que vivem no solo e sedimentos conseguem conduzir eletricidade. Essas
bactérias o fazem, segundo o que os pesquisadores determinaram, através
de uma estrutura biológica nunca antes vista na natureza - uma estrutura
que cientistas podem manipular para miniaturizar componentes
eletrônicos, criar baterias minúsculas, desenvolver marcapassos sem fio e
muitas outras possibilidades no campo médico.
Até
então, acreditava-se que a Geobacter sulfurreducens conduzia
eletricidade através de estruturas comuns à bactérias, chamadas pili. Ao
invés disso, um pesquisador da Universidade Médica de Virginia e
colaboradores determinaram que bactérias transmitem eletricidade por
meio de fibras extremamente ordenadas compostas por uma proteína
completamente diferente daquela relacionada aos pili. Essas proteínas
envolvem um núcleo de moléculas que contém metais em sua estrutura,
assim como os cabos elétricos que contém fios metálicos. No entanto,
esse "nanofio" é 100.000 vezes menor que a espessura de um cabelo
humano.
Os pesquisadores
acreditam que esta estrutura minúscula e organizada poderia ser
extremamente útil desde o melhor aproveitamento de processos para
geração de bioenergia até mesmo novas formas de limpar poluentes ou na
criação de sensores biológicos. Poderia inclusive se tornar a ponte
entre eletrônicos e células vivas.
“Existem
muitos tipos de dispositivos médicos implantados que estão diretamente
ligados ao tecido, como marcapassos com fios, e essa inovação poderia
levar a aplicações com dispositivos minúsculos conectados através desses
filamentos de proteínas.” diz Edward H. Egelman, doutorando da
Universidade Médica de Virginia. “Podemos agora imaginar a
‘miniaturização’ de diversos dispositivos eletrônicos por meio de
bactérias, o que é fascinante.”
As
bactérias do gênero Geobacter desempenham papéis importantes no solo,
incluindo reações com minerais e até mesmo ajudando na limpeza de
resíduos radioativos. Elas são capazes de sobreviver em ambientes sem
oxigênio, e utilizam esses “nanofios” proteicos para liberar elétrons em
excesso no interior da célula, o que poderia ser considerado equivalente
à respiração em outros organismos. Esses “nanofios” já fascinavam
cientistas, mas somente agora que os pesquisadores da Universidade
Médica de Virginia, Yale e Universidade da Califórnia, conseguiram
determinar como a G. sulfurreducens utiliza esses filamentos orgânicos
para transmitir eletricidade.
“A
tecnologia para compreender o funcionamento desses filamentos não
existia até uns cinco anos atrás, quando o avanço na área de microscopia
crioeletrônica permitiu maior resolução”, afirma Egelman. “Temos um
desses equipamentos na Universidade, e portanto, pudemos entender à
nível atômico a estrutura dos filamentos. E este é apenas um dos
vários mistérios que podemos resolver usando essa tecnologia”.
Egelman
ressalta que ao entender a natureza, incluindo a menores escalas
possíveis, cientistas e fabricantes podem ter muitos insights e ideias
valiosas. “Um exemplo que vem à mente é a teia de aranhas, que é feita
de proteínas, assim como esses ‘nanofios’, mas é proporcionalmente mais
resistente que aço”, diz o doutorando. “Ao longo de bilhões de anos de
evolução, a natureza promoveu a evolução de materiais que possuem
características extraordinárias, e queremos aproveitar isso da melhor
forma possível”.
Falaí Biotec
Traduzido e adaptado de:
University
of Virginia Health System. "Electricity-conducting bacteria yield
secret to tiny batteries, big medical advances: Researchers reveal
amazing biological 'wires' of a sort never seen before." ScienceDaily.
ScienceDaily, 04/04/2019. <www.sciencedaily.com/
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