Nova membrana biológica é formada por nanotubos vivos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/12/2004

Um grupo de físicos e biólogos da Universidade da Califórnia, Estados Unidos, estava estudando túbulos do cérebro de uma vaca, tentando entender o seu formato e como eles se unem uns aos outros. Túbulos são cilindros minúsculos, em escala nanométrica, derivados do esqueleto das células. Estruturalmente eles são muito parecidos com os agora já famosos nanotubos de carbono, embora sejam vivos.

Os microtúbulos e as estruturas que eles formam são componentes críticos em várias funções celulares. Eles servem, por exemplo, para o transporte de neurotransmissores nos neurônios, as substâncias que ativam as diferentes partes do cérebro. Mas o mecanismo de sua estruturação, ou como eles se conectam uns aos outros, ainda é pouco conhecido.

Durante os experimentos, primeiro veio algo que se poderia esperar. No artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, os cientistas relatam a descoberta de um novo tipo de montagem dos microtúbulos. Moléculas lineares grandes, positivamente carregadas (cátions tri, tetra e pentavalentes), resultam em um agrupamento hexagonal fortemente ligado.

Mas aí veio a grande surpresa. Ao trabalhar com os microtúbulos, o estudante Daniel Needleman verificou que pequenos cátions divalentes faziam com que os microtúbulos se unissem como se fossem peças de um colar. Na verdade, um colar vivo. Além do tradicional colar redondo, Needleman descobriu uniões lineares e ramificadas.

Mas para entender o que estava acontecendo, Needleman teve que contar com a ajuda de seus professores Cyrus Safinya e Leslie Wilson. Segundo eles, o "colar vivo" é a primeira construção experimental de um novo tipo de membrana onde as longas moléculas microtubulares são orientadas na mesma direção, mas podem se difundir no interior da membrana.

As implicações práticas dessas inesperadas uniões são enormes. Tanto no formato rígido - os agrupamentos hexagonais - quanto no formato colar, estas estruturas poderão ter utilidade como biosensores, em sistemas de encapsulamento de enzimas, veículos para a injeção de medicamentos e até como material ótico em circuitos eletrônicos.

Como é uma estrutura muito dinâmica, o colar vivo pode ter seu formato alterado por variações termais. Isto poderá permitir, por exemplo, a metalização de colares de diferentes tamanhos e formatos, gerando nanomateriais com propriedades óticas controladas.

Outra aplicação potencial é a utilização dos microtúbulos como agentes de transporte de medicamentos, onde cada túbulo pode conter um composto químico diferente.