Muitos tipos de lulas têm dentes afiados. Elas simplesmente não estão onde você esperaria encontrá-las. Cada um dos otários que correm ao longo dos tentáculos de uma lula esconde um anel de dentes. Esses dentes impedem a presa do animal de nadar para longe. Eles também são mais do que apenas uma curiosidade. Os cientistas querem criar materiais inspirados nas lulas que serão tão fortes como estas farpas. Dados de um novo estudo podem ajudá-los a fazer isso.
Antes que eles pudessem começar a projetar os novos materiais, os cientistas tinham que entender o que torna os dentes de lula tão fortes. Alguns lançaram tal trabalho focando nas moléculas grandes – proteínas de sucção – que compõem os dentes.
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Akshita Kumar é uma estudante de pós-graduação na Universidade Tecnológica de Nanyang, em Singapura. Juntamente com pesquisadores do A*STAR’s Bioinformatics Institute, também em Singapura, o seu grupo identificou dezenas de proteínas de suckerin. Elas formam estruturas fortes e elásticas, chamadas beta-sheets, relatórios da equipe de Kumar. (Estas estruturas também tornam a aranha seda forte e elástica.) Os novos dados mostram que estas proteínas de lula são termoplásticas. Isso significa que elas derretem quando aquecidas e depois se tornam sólidas novamente quando resfriadas.
“Isso torna o material moldável e reutilizável”, explica Kumar. Ela apresentou as descobertas de sua equipe no final de fevereiro em uma conferência da Sociedade Biofísica em Los Angeles, Califórnia.
Com a ajuda de bactérias
Os estudos de Kumar se concentraram na suckerin-19, uma das mais comuns destas proteínas. Ela trabalha no laboratório do cientista de materiais Ali Miserez, que estuda as proteínas da lula desde 2009.
Kumar não precisa remover os dentes de uma lula para estudar as proteínas. Em vez disso, os cientistas do laboratório de Miserez podem “treinar” as bactérias para fazer as proteínas. Para fazer isso, os pesquisadores mudam os genes nos micróbios unicelulares. Desta forma, a equipe pode obter muitas proteínas de lula – mesmo quando não há lula por perto.
Os cientistas costumavam acreditar que os dentes de lula eram feitos de um material duro chamado quitina (KY-tin). “Até os livros de texto às vezes mencionam que são feitos de quitina”, observa Kumar. Mas isso não é verdade, a sua equipa já mostrou. Os dentes também não são feitos de minerais como o cálcio, que dão aos dentes humanos a sua força. Em vez disso, os dentes anelares das lulas contêm proteínas e apenas proteínas. Isso é excitante, diz Kumar. Isso significa que um material super forte pode ser feito usando apenas proteínas – não são necessários outros minerais.
E ao contrário das sedas (como as proteínas feitas por aranhas ou insetos que fazem casulos), as lulas se formam debaixo d’água. Isso significa que materiais inspirados em lulas podem ser úteis em lugares úmidos, como dentro do corpo humano.
Materials scientist Melik Demirel trabalha na Pennsylvania State University em University Park. Lá ele trabalha com proteínas de lulas e conhece pesquisas neste campo. O grupo de Singapura está “a fazer coisas interessantes”, diz ele. Em algum momento no passado, ele colaborou com a equipe de Cingapura. Agora, ele diz, “nós estamos competindo”
Colaboração e competição têm impulsionado o campo, ele observa. Somente nos últimos anos os cientistas começaram a entender realmente a estrutura das proteínas dos dentes de lula. Ele espera colocar esse conhecimento em bom uso.
Recentemente, o laboratório da Demirel produziu um material inspirado na lula que pode se curar quando ela é danificada. O grupo de Singapura concentra-se em compreender o que a natureza tem produzido nos dentes. Demirel diz que sua equipe está tentando fazer coisas “além do que a natureza tem fornecido”
Power Words
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bacterium (pl. bacteria) Um organismo unicelular. Estas habitam em quase todo o lado na Terra, desde o fundo do mar até ao interior dos animais.
cálcio Um elemento químico que é comum nos minerais da crosta terrestre e no sal marinho. É também encontrado em minerais ósseos e dentes, e pode desempenhar um papel no movimento de certas substâncias para dentro e fora das células.
estudante de graduação Alguém que trabalha para um grau avançado, tendo aulas e realizando pesquisas. Esse trabalho é feito após o aluno já ter se formado na faculdade (geralmente com um curso de quatro anos).
ciência dos materiais O estudo de como a estrutura atômica e molecular de um material está relacionada às suas propriedades gerais. Os cientistas de materiais podem projetar novos materiais ou analisar os já existentes. Suas análises das propriedades gerais de um material (como densidade, resistência e ponto de fusão) podem ajudar engenheiros e outros pesquisadores a selecionar os materiais mais adequados para uma nova aplicação.
mineral As substâncias formadoras de cristais, tais como quartzo, apatita, ou vários carbonatos, que compõem a rocha. A maioria das rochas contém vários minerais diferentes misturados entre si. Um mineral geralmente é sólido e estável à temperatura ambiente e tem uma fórmula ou receita específica (com átomos ocorrendo em certas proporções) e uma estrutura cristalina específica (o que significa que seus átomos estão organizados em certos padrões tridimensionais regulares). (em fisiologia) As mesmas substâncias químicas que são necessárias para o corpo fazer e alimentar os tecidos para manter a saúde.
molécula Um grupo de átomos eletricamente neutro que representa a menor quantidade possível de um composto químico. As moléculas podem ser feitas de um único tipo de átomos ou de diferentes tipos. Por exemplo, o oxigénio no ar é feito de dois átomos de oxigénio (O2), mas a água é feita de dois átomos de hidrogénio e um de oxigénio (H2O).
preia (n.) Espécies animais comidas por outros. (v.) Para atacar e comer outra espécie.
proteínas Compostos feitos de uma ou mais longas cadeias de aminoácidos. As proteínas são uma parte essencial de todos os organismos vivos. Elas formam a base das células vivas, músculos e tecidos; elas também fazem o trabalho dentro das células. A hemoglobina no sangue e os anticorpos que tentam combater as infecções estão entre as proteínas mais conhecidas e isoladas. Os medicamentos frequentemente funcionam através da fixação em proteínas.
seda Uma fibra fina, forte e macia fiada por uma variedade de animais, como bichos-da-seda e muitas outras lagartas, formigas tecelãs, moscas caddis e – os verdadeiros artistas – aranhas.
Singapura Uma nação insular localizada na ponta da Malásia, no sudeste da Ásia. Anteriormente uma colónia inglesa, tornou-se uma nação independente em 1965. As suas cerca de 55 ilhas (a maior é Singapura) compreendem cerca de 687 quilómetros quadrados (265 milhas quadradas) de terra, e são o lar de mais de 5,6 milhões de pessoas.
squid Um membro da família das cefalópodes (que também contém polvos e chocos). Estes animais predadores, que não são peixes, contêm oito braços, sem espinhas, dois tentáculos que apanham comida e uma cabeça definida. O animal respira através das guelras. Nada expulsando jactos de água por baixo da cabeça e depois ondulando tecido semelhante a barbatanas que faz parte do seu manto, um órgão muscular. Como um polvo, pode mascarar a sua presença libertando uma nuvem de “tinta”
sucker (em botânica) Um rebento da base de uma planta. (em zoologia) Uma estrutura sobre os tentáculos de alguns cefalópodes, tais como lulas, polvos e chocos.
suckerins Uma família de proteínas estruturais que formam a base de muitas substâncias naturais, desde a seda de aranha até aos dentes nas ventosas de uma lula.
termoplástico Um termo para substâncias que se tornam plásticas – capazes de se transformar em forma – quando aquecidas, depois endurecidas quando arrefecidas. E estas mudanças de remodelação podem ser repetidas vezes sem conta.