Isso representa um avanço notável na produção de seda pura de aranha.
A seda de aranha é conhecida por sua resistência e é valorizada por isso. Porém, produzi-la em larga escala tem sido um desafio. Aranhas não podem ser usadas para extrair as fibras da mesma forma que bichos-da-seda, porque são territoriais e propensas a devorar seus vizinhos. Por muitos anos, cientistas tentaram modificar geneticamente vários organismos, como bactérias, leveduras, ratos e outros, mas com resultados parciais.
Agora, pesquisadores na China conseguiram obter seda pura de aranha de bichos-da-seda geneticamente modificados. O material resultante é seis vezes mais resistente que o Kevlar, um material usado em coletes à prova de balas.
As fibras apresentam propriedades mecânicas superiores a qualquer tentativa anterior, de acordo com o biólogo molecular Randy Lewis, especialista em seda de aranha da Universidade Estadual de Utah, que não participou do estudo.
Embora esses fios não sejam tão robustos ou elásticos quanto a seda natural da aranha, representam um avanço em relação às pesquisas anteriores em bichos-da-seda, que resultaram em misturas de fibras mais fracas, contendo apenas 30 a 50% de seda de aranha.
O Estudo
Nesse novo estudo, os pesquisadores utilizaram a técnica de edição genética CRISPR/Cas9 para inserir as instruções completas de produção da proteína de seda de aranha nos bichos-da-seda e garantiram que as glândulas responsáveis pela seda desses insetos produzissem a proteína. Isso permitiu que a equipe aproveitasse a maquinaria natural dos bichos-da-seda. Como resultado, alguns deles herdaram o gene da seda de aranha de ambos os pais, o que possibilitou a produção de seda de aranha mais pura.
Se a produção em massa da seda de aranha se tornar realidade, ela terá inúmeras aplicações benéficas. Por exemplo, médicos poderão utilizá-la para suturas mais resistentes, enquanto policiais poderão dispor de coletes à prova de balas mais fortes. Além disso, essa fibra ecológica poderia substituir os materiais sintéticos convencionais, como náilon e poliéster.
“Explorar o potencial da seda de aranha é uma necessidade premente”, afirma Junpeng Mi, biólogo sintético da Universidade Donghua, em Xangai. Mi acredita que, principalmente em aplicações cirúrgicas, a seda de aranha poderia beneficiar milhões de pessoas ao redor do mundo.
Desafios
No entanto, desafios consideráveis afetam a produção em larga escala da seda de aranha. Os pesquisadores precisam primeiro confirmar se os bichos-da-seda transmitirão por várias gerações as alterações genéticas introduzidas. Caso contrário, será necessário reiniciar o processo de engenharia com frequência.
Além disso, os desafios comuns enfrentados por agricultores tradicionais de bicho-da-seda, como a garantia da saúde dos insetos, também se aplicam a essa nova abordagem. Os bichos-da-seda são notoriamente suscetíveis a infecções.
Mesmo quando estão saudáveis, os bichos-da-seda podem produzir fibras de seda com propriedades mecânicas diferentes. De acordo com Justin Jones, biólogo pesquisador de seda de aranha da Universidade Estadual de Utah, “No mundo da seda, o verdadeiro problema reside na grande variedade de estirpes de bichos-da-seda utilizadas nas fazendas, que não oferecem as mesmas propriedades mecânicas”.
No entanto, os bichos-da-seda continuam sendo uma opção atraente para a engenharia genética, uma vez que a maioria das outras criaturas modificadas produz apenas quantidades limitadas de fibra utilizável, parcialmente devido às enzimas que cortam o DNA responsável pela proteína da seda de aranha.
Extrair a proteína é apenas uma parte do processo; as aranhas, posteriormente, dissolvem a proteína em um líquido denominado droga e transformam a gosma resultante em uma fibra resistente. Embora trabalhar com bichos-da-seda possa ser desafiador, eles superam ambos os desafios, pois seus corpos estão naturalmente adaptados à produção de seda.
O Futuro
No futuro, a equipe liderada por Mi espera desenvolver fibras ainda mais robustas e elásticas. A incorporação de aminoácidos artificiais na proteína da seda de aranha poderá permitir que os pesquisadores ultrapassem até mesmo os limites da fibra natural.
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