Aimee Stapleton, Miembro de posgrado del Irish Research Council EMBARK en la Universidad de Limerick, Irlanda y autor principal de The Direct Piezoelectric Effect in the Globular Protein Lysozyme publicado en Letras de física aplicada , Octubre de 2017. Crédito:Sean Curtin, TrueMedia.
Un equipo de científicos irlandeses ha descubierto que aplicar presión a una proteína que se encuentra en las claras y las lágrimas de huevo puede generar electricidad. Los investigadores del Instituto Bernal, Universidad de Limerick (UL), Irlanda, observó que los cristales de lisozima, una proteína modelo que es abundante en la clara de huevo de las aves y en las lágrimas, la saliva y la leche de los mamíferos pueden generar electricidad cuando se presionan. Su informe se publica hoy (2 de octubre) en la revista, Letras de física aplicada .
La capacidad de generar electricidad aplicando presión, conocido como piezoelectricidad directa, es una propiedad de materiales como el cuarzo que puede convertir la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa. Dichos materiales se utilizan en una variedad de aplicaciones que van desde resonadores y vibradores en teléfonos móviles hasta sonares de aguas profundas e imágenes de ultrasonido. Hueso, Se sabe desde hace mucho tiempo que el tendón y la madera poseen piezoelectricidad.
"Si bien la piezoelectricidad se utiliza en todo nuestro entorno, no se había explorado la capacidad de generar electricidad a partir de esta proteína en particular. El grado de piezoelectricidad en los cristales de lisozima es significativo. Es del mismo orden de magnitud que se encuentra en el cuarzo. Sin embargo, porque es un material biológico, no es tóxico, por lo que podría tener muchas aplicaciones innovadoras como electroactivo, recubrimientos antimicrobianos para implantes médicos, "explicó Aimee Stapleton, el autor principal y miembro de posgrado del Consejo de Investigación Irlandés EMBARK en el Departamento de Física y el Instituto Bernal de UL.
Los cristales de lisozima son fáciles de hacer a partir de fuentes naturales. "La estructura de alta precisión de los cristales de lisozima se conoce desde 1965, ", dijo el biólogo estructural de UL y coautor, el profesor Tewfik Soulimane." De hecho, es la segunda estructura proteica y la primera estructura enzimática que se ha resuelto, "añadió, "pero somos los primeros en utilizar estos cristales para mostrar la evidencia de piezoelectricidad".
Los autores de The Direct Piezoelectric Effect in the Globular Protein Lysozyme (de izquierda a derecha) John Sweeney, Aimee Stapleton y Vincent Casey de la Universidad de Limerick. Crédito:Sean Curtin, TrueMedia.
Según el líder del equipo, el profesor Tofail Syed del Departamento de Física de UL, "Los cristales son el estándar de oro para medir la piezoelectricidad en materiales no biológicos. Nuestro equipo ha demostrado que se puede adoptar el mismo enfoque para comprender este efecto en biología. Este es un enfoque nuevo, ya que los científicos hasta ahora han tratado de comprender la piezoelectricidad en biología. utilizando estructuras jerárquicas complejas como tejidos, células o polipéptidos en lugar de investigar bloques de construcción fundamentales más simples ".
El descubrimiento puede tener aplicaciones de amplio alcance y podría conducir a más investigaciones en el área de recolección de energía y electrónica flexible para dispositivos biomédicos. Las aplicaciones futuras del descubrimiento pueden incluir el control de la liberación de fármacos en el cuerpo mediante el uso de lisozima como una bomba mediada fisiológicamente que elimina la energía de su entorno. Siendo naturalmente biocompatible y piezoeléctrico, La lisozima puede presentar una alternativa a los recolectores de energía piezoeléctricos convencionales, muchos de los cuales contienen elementos tóxicos como el plomo.
Aimee Stapleton, Miembro de posgrado del IRC EMBARK en la Universidad de Limerick y autor principal de The Direct Piezoelectric Effect in the Globular Protein Lysozyme publicado el 2 de octubre en Letras de física aplicada . Crédito:Sean Curtin, True Media.
Profesor Luuk van der Wielen, El director del Instituto Bernal y profesor de Ingeniería y Diseño de Biosistemas de Bernal expresó su satisfacción por este avance de los científicos de UL. "El Instituto Bernal tiene la ambición de impactar al mundo sobre la base de la ciencia de punta en un contexto cada vez más internacional. El impacto de este descubrimiento en el campo de la piezoelectricidad biológica será enorme y los científicos de Bernal están liderando desde el frente el progreso en este campo. , " él dijo.
El documento completo El efecto piezoeléctrico directo en la proteína globular lisozima, por Aimee Stapleton, Mohamed R Noor, John Sweeney, Vincent Casey, Andrei Kholkin, Christophe Silien, Abbasi A. Gandhi, Tewfik Soulimane y Syed A M Tofail, se publica en Letras de física aplicada (02 de octubre, 2017).
