Os cientistas sintetizaram com sucesso seda de aranha usando bichos-da-seda geneticamente modificados, criando fibras com uma resistência seis vezes superior à do Kevlar, um material usado com destaque em coletes à prova de balas.
Este trabalho revolucionário é o primeiro a fabricar proteínas de seda de aranha completas através de bichos-da-seda, apresentando uma metodologia que pode dar origem a um substituto ecológico para fibras comerciais sintéticas predominantes, como o náilon.
Lidando com problemas de fibra sintética
Fibras sintéticas como o náilon têm sido amplamente utilizadas, mas representam preocupações ambientais devido à sua capacidade de liberar microplásticos prejudiciais e à sua produção a partir de combustíveis fósseis, levando a emissões de gases de efeito estufa.
Os cientistas, portanto, têm explorado a seda de aranha como uma alternativa sustentável, dadas as suas propriedades mecânicas excepcionais e aplicações potenciais em vários campos, como suturas médicas, têxteis, militar, tecnologia aeroespacial e engenharia biomédica.
Produção inovadora de seda de aranha
A seda do bicho-da-seda é a única fibra de seda animal comercializada em grande escala, com técnicas de criação comprovadas. Junpeng Mi, candidato a doutorado na Faculdade de Ciências Biológicas e Engenharia Médica da Universidade Donghua, revela que a utilização de bichos-da-seda geneticamente modificados abre caminhos para a comercialização em massa e de baixo custo de fibras de seda de aranha.
Esta alternativa não é apenas inovadora, mas resolve problemas persistentes na síntese da seda de aranha, como a aplicação de uma “camada de pele” protetora à seda, permitindo-lhe resistir à humidade e à exposição à luz solar. Os bichos-da-seda geneticamente modificados, por possuírem uma camada protetora semelhante em suas fibras, superam esse problema, tornando-os o canal ideal para a produção de seda de aranha.
Passo evolutivo na síntese da seda
Para conseguir a síntese, Mi e sua equipe integraram genes da proteína da seda da aranha no DNA do bicho-da-seda, garantindo a expressão em suas glândulas. Este intrincado processo envolveu a tecnologia de edição genética CRISPR-Cas9 e inúmeras microinjeções em ovos fertilizados do bicho-da-seda, uma etapa que Mi descreveu como um dos desafios mais significativos do estudo.
Observar o brilho vermelho nos olhos dos bichos-da-seda sob um microscópio de fluorescência indicou o sucesso da edição genética, um momento de triunfo e entusiasmo para a equipe. Além disso, modificações de “localização” foram cruciais para alinhar as proteínas transgênicas da seda da aranha com as proteínas das glândulas do bicho-da-seda, garantindo a fiação adequada da fibra.
A equipe também propôs um “modelo de estrutura básica mínima” da seda do bicho-da-seda para orientar essas modificações, um conceito que Mi enfatiza como uma mudança crucial em relação a pesquisas anteriores.
Futuro com seda de aranha projetada
Junpeng Mi prevê a aplicação dos conhecimentos obtidos com este estudo para aumentar ainda mais a resistência e a resistência das fibras de seda de aranha, desenvolvendo bichos-da-seda geneticamente modificados, capazes de produzir fibras de seda de aranha a partir de aminoácidos naturais e modificados.
Isto introduz a possibilidade de mais de cem aminoácidos modificados, revelando um imenso potencial para o desenvolvimento de fibras de seda de aranha modificadas.
A Mi está confiante no potencial de comercialização em larga escala desta inovação, prometendo um material sustentável e versátil que poderá revolucionar as indústrias, oferecendo soluções que vão desde roupas mais confortáveis e coletes à prova de balas avançados até suturas médicas que atendem à procura global superior a 300 milhões de procedimentos anuais.
Em resumo, esta investigação pioneira marca um salto significativo no sentido da produção de materiais ecológicos e sustentáveis, confrontando as desvantagens ecológicas das fibras sintéticas. Abre caminho para aplicações extensas, impactando numerosos domínios, reforçando o potencial dos produtos de bioengenharia para enfrentar os desafios modernos.
À medida que os cientistas se aventuram mais profundamente nos domínios da síntese da seda das aranhas, a antecipação de mais descobertas e inovações neste domínio é uma promessa para um futuro onde a sustentabilidade e a tecnologia convergem.
Mais sobre seda de aranha
O estudo completo está disponível na revista Matter.
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