La proteína adhesiva de los mejillones es el modelo para una nueva, adhesivo sintético desarrollado por Fuzhong Zhang de la Escuela de Ingeniería McKelvey. Creado por microbios diseñados y modelado a partir de la sustancia que usan los mejillones para adherirse a superficies sumergidas, este adhesivo también funcionará bajo el agua. Crédito:laboratorio de Zhang
Los mejillones se pegan a las rocas del fondo marino, a las plantas acuáticas, y —para consternación de los navegantes— pueden enganchar paseos sujetos a embarcaciones marinas sin importar su composición:metales, caucho, vidrio, madera y más.
Pero los molestos bivalvos de hoy en día pueden ayudar a los investigadores a desarrollar un nuevo medio para curar una herida.
Los científicos de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis han replicado la proteína pegajosa del mejillón y ahora están trabajando para mejorarla para el uso diario. El fuerte, El adhesivo subacuático podría tener muchas aplicaciones, incluso podría ayudar a reparar los mismos barcos ahora molestos por los moluscos.
"La mayoría de los pegamentos sintéticos no funcionan en superficies mojadas, pero las proteínas del pie de mejillón (Mfp) pueden adherirse a las superficies incluso bajo el agua, "dijo Fuzhong Zhang, profesor asociado de energía, ingeniería ambiental y química. "Esta propiedad única hace que Mfp sea adecuado para muchas aplicaciones, desde reparaciones subacuáticas hasta colas biomédicas. Con más ingeniería, un pegamento Mfp podría usarse para curar heridas, o incluso para reemplazar las suturas ".
Zhang ha recibido $ 502, 034 subvención de la Oficina de Investigación Naval para mejorar su éxito inicial, adhesivos subacuáticos producidos por microbios que son más fuertes que los creados naturalmente por los mejillones.
Esta imagen muestra la fuerza de un nuevo, adhesivo sintético desarrollado por Zhang. Creado por microbios diseñados y modelado a partir de la sustancia que usan los mejillones para adherirse a superficies sumergidas, este adhesivo también funcionará bajo el agua. Crédito:laboratorio de Zhang
La investigación en el laboratorio de Zhang se centra en la ingeniería de microbios para producir materiales renovables y productos químicos con las propiedades deseadas. un campo llamado biología sintética. Un ejemplo del trabajo de su equipo incluye la ingeniería de bacterias que produjeron seda de araña sintética tan fuerte y resistente como las fibras de seda de araña natural. Para proteínas adhesivas, en una investigación publicada a finales de 2018, Su equipo demostró que las proteínas sintéticas producidas por bacterias modificadas pueden ser incluso más adhesivas que las Mfps naturales cuando se usan bajo el agua.
El poder de la biología sintética es que los investigadores pueden ajustar la propiedad de los materiales proteicos manipulando sus códigos genéticos. "Podemos cambiar un parámetro cada vez, "Dijo Zhang. Por ejemplo, la longitud de una cadena de Mfp5. "Si con un aumento de un parámetro, vemos que la adherencia se vuelve cada vez mejor, entonces podemos decir, 'OK, este parámetro puede aumentar la adherencia, '" él dijo.
Resulta, eso es exactamente lo que ha descubierto el equipo:cuando la cadena de proteínas Mfp se alargó, su adherencia bajo el agua era más fuerte que la de la cadena de longitud natural.
Este enfoque podría permitirles explorar muchos mecanismos desconocidos que controlan la adhesión bajo el agua, parámetro por parámetro. "Comprender el mecanismo por síntesis tiene el potencial de conducir a mejoras adicionales en la adhesión, o mejorar otras propiedades del pegamento ". Dijo Zhang." En general, estamos tratando de comprender el mecanismo utilizando biología sintética produciendo y probando los materiales ".
