2005-01-15

Subject: Fabrico de seda de aranha artificial pode estar para breve

News of the Wild

 

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Fabrico de seda de aranha artificial pode estar para breve

 

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Os cientistas esperam ser em breve capazes de tecer a seda produzida pelas aranhas, sem a ajuda das aranhas, alcançando um objectivo tão antigo como a humanidade: dominar um dos materiais mais espantosos da natureza.

Randy Lewis é professor de biologia molecular da Universidade do Wyoming em Laramie. Ele e a sua equipa de investigadores conseguiu sequenciar os genes relacionados com a produção da teia pelas aranhas, descobrindo a fórmula usada pelos animais para o fabrico da seda a partir de proteínas. Durante este estudo, a equipa adquiriu uma melhor compreensão da relação entre a estrutura da seda da teia e as suas espantosas propriedades de elasticidade e resistência.

A sua próxima tarefa será usar este conhecimento para tecer a seda eles próprios. "Esperamos começar a tecer as fibras já no próximo mês", diz Lewis.

Ainda não é claro como as aranhas tecem proteína líquida em fibras sólidas. Com as suas fiadeiras, as aranhas conseguem, de alguma forma, aplicar uma força física que rearranja a estrutura molecular da proteína, transformando-a em seda. 

Compreender como as aranhas o fazem pode resultar na obtenção de materiais mais fortes e mais leves, que poderão substituir os plásticos e aliviar os custos ambientais resultantes da produção dos plásticos convencionais. Mas a duplicação da seda das aranhas em laboratório tem-se mostrado difícil. 

A decifração do código genético por trás da seda das aranhas dá esperança aos cientistas não para a duplicação do material em laboratório mas até, quem sabe, para o melhorar. 

"Estamos a tentar alterar tanto a resistência como a elasticidade das sedas naturais", diz Lewis. "Produzimos uma série de diferentes genes sintéticos com base no que descobrimos nas sedas naturais, mas alterados de forma a torná-las ainda mais fortes e flexíveis. Estamos realmente a tentar controlar a elasticidade, para quando alguém me vier pedir uma exacta força e elasticidade eu ser capaz de construir um gene que a codifique."

Thomas Scheibel, do departamento de química da Universidade técnica de Munique na Alemanha, está empenhado em experiências semelhantes de "engenharia proteica". "Queremos conhecer não apenas o que torna a teia única mas também o que torna as suas unidades moleculares únicas", diz ele. "Poderemos depois brinca rum pouco com esses módulos e optimizar estruturas para aplicações específicas, mesmo as não encontradas na seda natural."

"Eu começaria por algo na área do papel, papel forte e resistente, que não possa ser rasgado. Para utilizações como o fabrico de notas de banco, a seda das aranhas seria um material perfeito", diz Scheibel. "Nas industrias da aviação ou automobilística, imagine só o interesse de um material que possa absorver muita energia. Se tivéssemos um acidente que causasse uma mossa, esta poderia ter desaparecido horas depois, pois o material pode absorver energia e readquirir a sua forma original. É o que acontece a uma teia quando um insecto choca contra ela."

 

Ao longo de milhões de anos as 37000 espécies conhecidas de aranhas têm vindo a evoluir e a diversificar as suas teias para objectivos específicos. A teia das aranhas é incrivelmente forte mas o que a torna ainda mais única é a sua elasticidade. 

"Quando dizemos que a teia de aranha é mais resistente que materiais como o Kevlar (um plástico usado para o fabrico de coletes á prova de bala) estamos a dar uma ideia do que estamos a falar. O Kevlar é mais resistente à tensão mas muito menos elástico", explica Todd Blackledge, entomólogo da Universidade de Akron. 

Estas propriedades sugerem um potencial para muitas aplicações: suturas extremamente finas para cirurgias oftálmicas ou neurológicas, emplastros e outras coberturas para ferimentos, ligamentos artificiais e tendões, pano para pára-quedas, vestimentas protectoras, cordas, redes de pesca e muito mais.

"Uma das mais surpreendentes é a utilização em air bags", diz Lewis. "neste momento, um air bag apenas nos empurra de forma violenta de volta ao assento mas se fosse feito deste tipo de material poderia realmente absorver energia e reduzir o impacto."

Ao contrário dos bichos da seda, as aranhas têm tendência para se devorarem umas às outras e não podem ser criadas em cativeiro de forma eficiente, daí a busca de fontes de seda alternativas. O método mais comum é a introdução de genes da seda das aranhas noutros organismos, para que eles produzam as proteínas que podem ser, mais tarde usadas, para criar fios de seda artificiais. os hospedeiros podem ser muito variados, desde bactérias a cabras.

A empresa do Quebeque Nexia Biotechnologies criou grande agitação em 2000 quando criou duas "aranho-cabras" baptizadas Webster e Pete. As cabras foram geneticamente modificadas com genes de aranha para produzirem as proteínas da seda no leite. A seda artificial da Nexia é comercialmente conhecida por BioSteel, mas a companhia está envolvida numa série de restruturações que têm atrasado o esforço de investigação.

As bactérias produzem proteína suficiente para a investigação mas não está demonstrado o seu potencial de produção comercial a longo prazo. Outras tentativas, com plantas como o tabaco ou a alfafa, têm tido um sucesso relativo. 

Mas muito falta fazer antes dos produtos feitos com seda de aranha estarem disponíveis. Até agora, as fibras artificiais não têm a mesma resistência que as naturais e tendem a ser muito mais espessas. Os tecelões humanos têm muito que aprender com as aranhas antes de estarem à altura das aranhas.

 

 

Saber mais:

Nexia Biotechnologies

As teias de aranha e a evolução

 

 

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@ Born to be Wild & À Descoberta da Vida, 2005


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