{"id":2160,"date":"2021-11-13T13:00:12","date_gmt":"2021-11-13T13:00:12","guid":{"rendered":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/?p=2160"},"modified":"2021-11-13T13:44:38","modified_gmt":"2021-11-13T13:44:38","slug":"bionow-39-do-tecido-muscular-ao-textil-uma-formula-para-o-sucesso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/?p=2160","title":{"rendered":"BioNOW! #39 – Do tecido muscular ao t\u00eaxtil: uma f\u00f3rmula para o sucesso?"},"content":{"rendered":"\t\t
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BioNOW! #39 - Do tecido muscular ao t\u00eaxtil: uma f\u00f3rmula para o sucesso?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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<\/span>Um dos problemas mais\u00a0<\/span><\/span>prementes<\/span>\u00a0<\/span>da nossa civiliza\u00e7\u00e3o do espet\u00e1culo \u00e9 aquilo que alguns denominam de \u201cescrita pregui\u00e7osa\u201d e outros, ilustres poliglotas, de \u201cclich\u00e9s\u201d. Atire a primeira pedra aquele que nunca revirou os olhos quando o her\u00f3i, depois de ser baleado durante o cl\u00edmax do filme e de se instalar o melodrama nos outros protagonistas, revela um colete \u00e0 prova de bala sob os trajes (que muito provavelmente ser\u00e3o um novo \u201clook\u201d da pr\u00f3xima esta\u00e7\u00e3o<\/span>). Ora, tentemos resolver esse cen\u00e1rio: n\u00e3o ao estilo\u00a0<\/span><\/span><\/span>hitchcockiano<\/span><\/span>, mas com um \u201c<\/span>Easter<\/span>\u00a0<\/span><\/span>egg<\/span>\u201d. Imaginemos<\/span>\u00a0<\/span>que o colete \u00e9 feito de fibras musculares. N\u00e3o, melhor ainda. Imaginemos<\/span>,<\/span>\u00a0<\/span>antes<\/span>, que se trata de<\/span>\u00a0<\/span>um fato de super-her\u00f3i (o que, desde j\u00e1, garantiria o sucesso nas bilheteiras)<\/span>,<\/span>\u00a0<\/span>todo ele feito de fibras musculares.\u00a0<\/span><\/span>\u00ab<\/span>Bom\u2026\u00a0<\/span><\/span>isso parece mais<\/span>\u00a0<\/span><\/span>o estilo<\/span>\u00a0<\/span>do vil\u00e3o.<\/span>\u00bb<\/span>\u00a0<\/span><\/span>\u00ab<\/span>Ah, mas foi produzido sem matar um \u00fanico animal!<\/span>\u00bb<\/span>\u00a0<\/span><\/span>\u00ab<\/span>Pronto, de um super-her\u00f3i\u00a0<\/span><\/span>\u201c<\/span>vegan<\/span>\u201d<\/span>.<\/span>\u00bb<\/span>\u00a0<\/span>Um fato que consegue absorver mais energia que o algod\u00e3o, a seda, o nylon e, at\u00e9 mesmo, o\u00a0<\/span><\/span>K<\/span>evlar<\/span>.<\/span>\u00a0<\/span>Da\u00ed, ter amparado o impacto.<\/span>\u00a0<\/span><\/span>E desengane-se quem assumir que s\u00f3 o fantasioso universo Marvel poderia conter semelhante enredo<\/span>. Pois, p<\/span>or vezes, a realidade\u00a0<\/span><\/span>tem rasgos de<\/span>\u00a0<\/span>fic\u00e7\u00e3o\u2026<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Num estudo publicado recentemente na\u00a0<\/span>Nature\u00a0Communications<\/span><\/i>,<\/span>\u00a0<\/span><\/i>um grupo de investigadores da\u00a0<\/span>McKelvey\u00a0School\u00a0of\u00a0Engineering<\/span><\/i>\u00a0desenvolveu um\u00a0m\u00e9todo de produ\u00e7\u00e3o de titina, utilizando culturas de bact\u00e9rias, pol\u00edmero esse que pode ser transformado em fibras.\u00a0A titina \u00e9\u00a0a maior prote\u00edna natural conhecida e est\u00e1 presente em larga quantidade no tecido muscular, funcionando como a mola molecular respons\u00e1vel pela sua elasticidade passiva. Fosse o homem reproduzir o que a natureza, por si s\u00f3, consegue sem dificuldade e em abund\u00e2ncia, n\u00e3o estar\u00edamos na presen\u00e7a de grande feito. Contudo, a titina\u00a0produzida pelos investigadores tem uma caracter\u00edstica especial.\u00a0\u00a0<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

N\u00e3o \u00e9 novidade que a biologia e a fisiologia s\u00e3o fortemente moldadas por press\u00f5es naturais (e, diga-se, artificiais) \u2013 procurando constantemente formas e mecanismos mais eficientes no que diz respeito ao uso de mat\u00e9ria e energia.\u00a0Caracter\u00edsticas t\u00e3o simples como a forma dos ovos,\u00a0a\u00a0distribui\u00e7\u00e3o das nervuras das folhas e morfologia de um c\u00edlio\u00a0s\u00e3o resultado de sucessivas otimiza\u00e7\u00f5es, algumas delas que datam desde os prim\u00f3rdios da vida na terra.\u00a0O mesmo pode ser dito da extens\u00e3o das prote\u00ednas. Para produzir\u00a0titina\u00a0de peso molecular\u00a0ultra-alto\u00a0(UHMW,\u00a0sigla em ingl\u00eas), cerca de 50 vezes maior que a produzida naturalmente, os investigadores tiveram de contornar obst\u00e1culos como a instabilidade gen\u00e9tica, a baixa efici\u00eancia da tradu\u00e7\u00e3o e o fardo metab\u00f3lico nas bact\u00e9rias.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 1 \u2013 Esquema da estrutura\u00a0<\/span><\/span>multi-escalar<\/span>\u00a0<\/span>do m\u00fasculo e representa\u00e7\u00e3o esquem\u00e1tica da polimeriza\u00e7\u00e3o da titina em E. coli.<\/span>\u00a0<\/span><\/span><\/span>(a)<\/span>\u00a0<\/span><\/span><\/span>O tecido muscular (1) \u00e9 composto por c\u00e9lulas especializadas, alongadas (> 1 cm), chamadas fibras musculares (2). As fibras musculares s\u00e3o embaladas com miofibrilas proteicas (3) que cobrem todo o comprimento da c\u00e9lula. As miofibrilas s\u00e3o compostas por pilhas repetidas de elementos quimicamente control\u00e1veis e contr\u00e1teis chamados sarc\u00f3meros. (4) Os sarc\u00f3meros s\u00e3o compostos principalmente de tr\u00eas prote\u00ednas: actina, miosina e titina. A titina abrange metade do comprimento do sarc\u00f3mero, ancorando as linhas Z e M opostas, e consiste em centenas de dom\u00ednios de imunoglobulina (<\/span>Ig<\/span>) de repeti\u00e7\u00e3o que s\u00e3o parte integrante da for\u00e7a passiva (isto \u00e9, resist\u00eancia \u00e0 deforma\u00e7\u00e3o sem entrada de energia), capacidade de amortecimento, e recupera\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica da fibra muscular macrosc\u00f3pica.\u00a0<\/span><\/span><\/span>(b)<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span>Para facilitar a produ\u00e7\u00e3o de pol\u00edmero de titina UHMW in vivo, uma sequ\u00eancia de codifica\u00e7\u00e3o proteica de titina de coelho (4Ig; p\u00farpura) foi ladeada por\u00a0<\/span><\/span>SIs<\/span>\u00a0<\/span>complementares, gp41-1C (<\/span>IntC<\/span>; verde) e gp41-1N (<\/span>IntN<\/span>; azul) (i). O IntC-4Ig-IntN<\/span>,<\/span>\u00a0<\/span>codificado em sequ\u00eancia de ADN<\/span>,<\/span>\u00a0<\/span>foi produzido\u00a0<\/span><\/span>em<\/span>\u00a0<\/span>E. coli sob o controlo do promotor induz\u00edvel PLacO-1 (<\/span>ii<\/span>).\u00a0<\/span><\/span>O mon\u00f3mero foi\u00a0<\/span><\/span>sobreexpress<\/span>o<\/span>\u00a0<\/span>em culturas\u00a0<\/span><\/span>num\u00a0<\/span><\/span>biorreator<\/span>\u00a0<\/span>(<\/span>iii<\/span>) e polimerizad<\/span>o<\/span>\u00a0<\/span><\/span>intracelularmente<\/span>\u00a0<\/span>atrav\u00e9s de sucessivas rondas de liga\u00e7\u00e3o intermolecular<\/span>, dando origem a\u00a0<\/span><\/span>titina UHMW (<\/span>iv<\/span>). A purifica\u00e7\u00e3o e o processamento produziram fibras de titina que\u00a0<\/span><\/span>albergavam<\/span>\u00a0<\/span>a capacidade de amortecimento e recupera\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica do m\u00fasculo, juntamente com alta resist\u00eancia e tenacidade (v).<\/span><\/span><\/p>

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Depois de recolhidas, as prote\u00ednas foram convertidas, atrav\u00e9s de um processo chamado\u00a0<\/span><\/span><\/span>wet-spinning<\/span><\/span><\/em>, em fibras de cerca de 10\u00a0<\/span><\/span>microns<\/span>\u00a0<\/span>de di\u00e2metro \u2013 o equivalente a um d\u00e9cimo da espessura de um fio de cabelo. De seguida<\/span>, foi analisada a e<\/span>strutura destas fibras, com o intuito de identificar n\u00e3o s\u00f3 as propriedades mec\u00e2nicas, como tamb\u00e9m os mecanismos respons\u00e1veis pela combina\u00e7\u00e3o\u00a0<\/span><\/span>excecional<\/span>\u00a0<\/span>de tenacidade, for\u00e7a, capacidade de amortecimento e capacidade de dispersar energia mec\u00e2nica atrav\u00e9s do calor. Os resultados mostram que<\/span>\u00a0<\/span>as fibras se revelaram mais\u00a0<\/span><\/span>resistentes<\/span>\u00a0<\/span>que o<\/span>\u00a0<\/span><\/span>Kevlar<\/span>, material usado nos coletes \u00e0 prova de bala e nos fatos espaciais.<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 2 \u2013 Estudos mec\u00e2nicos das fibras produzidas com titina UHMW revelam alta tenacidade, capacidade de amortecimento, e recupera\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica semelhante ao m\u00fascul<\/span>o natural.\u00a0<\/span><\/span><\/span>(a)\u00a0<\/span><\/span><\/span>Curvas de tens\u00e3o-deforma\u00e7\u00e3o de\u00a0<\/span><\/span>fibras de\u00a0<\/span><\/span>titina UHMW produzida<\/span>s<\/span>\u00a0<\/span><\/span>microbialmente<\/span>\u00a0<\/span>(pol\u00edmero; p\u00farpura) e de baixa MW (mon\u00f3mero;\u00a0<\/span><\/span>dourado<\/span>).\u00a0<\/span><\/span><\/span>(b)<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span>Box-<\/span>plots<\/span>\u00a0<\/span>da tens\u00e3o<\/span>-deforma\u00e7\u00e3o extra\u00eddas das curvas de tens\u00e3o-deforma\u00e7\u00e3o para fibras de pol\u00edmero (p\u00farpura) e mon\u00f3mero (<\/span>d<\/span>our<\/span>ado<\/span>)<\/span>.\u00a0<\/span><\/span><\/span>(c)<\/span><\/span>\u00a0<\/span>Resist\u00eancia das fibras de titina de UHMW produzidas\u00a0<\/span><\/span>microbialmente<\/span>\u00a0<\/span>(azul), naturais (verde), e artificiais (cinzentas) em compara\u00e7\u00e3o com a das fibras de titina de UHMW produzidas neste trabalho (vermelho).\u00a0<\/span><\/span><\/span>(d)<\/span><\/span>\u00a0<\/span>Curvas de carga\/descarga das fibras de titina de UHMW produzidas\u00a0<\/span><\/span>microbialmente<\/span>\u00a0<\/span>adquiridas em estirpes crescentes de 0,6-30%.\u00a0<\/span><\/span><\/span>(e)<\/span><\/span>\u00a0<\/span>Capacidade m\u00e9dia de amortecimento (curva azul) e energia de amortecimento (curva rosa) em cada estirpe testada em (d<\/span>).\u00a0<\/span><\/span><\/span>(f)<\/span><\/span>\u00a0<\/span>Curvas de tens\u00e3o-deforma\u00e7\u00e3o para fibras de titina UHMW produzidas\u00a0<\/span><\/span>microbialmente<\/span>\u00a0<\/span>sujeitas a 11 ciclos consecutivos de carga\/descarga com um minuto de tratamento de ar h\u00famido (95% RH) entre ciclos. A curva tens\u00e3o-deforma\u00e7\u00e3o do primeiro ciclo \u00e9 de cor vermelha. Os ciclos seguintes utilizam outras cores.\u00a0<\/span><\/span><\/span>(g)<\/span><\/span>\u00a0<\/span>Capacidade m\u00e9dia\u00a0<\/span><\/span>d<\/span>e amortecimento (curva azul) e energia de amortecimento (curva rosa) durante ciclos consecutivos com tratamento de ar h\u00famido entre ciclos<\/span>.<\/span><\/span><\/p>

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Fora estas qualidades mec\u00e2nicas, os investigadores salientam ainda outra caracter\u00edstica: a poss\u00edvel biocompatibilidade. A ser verificada, o material goza de um potencial imenso em aplica\u00e7\u00f5es biom\u00e9dicas como, por exemplo, no fabrico de suturas ou em regenera\u00e7\u00e3o de tecidos.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

Por \u00faltimo, o facto de todo o engenhoso processo de produ\u00e7\u00e3o destas fibras ser pr\u00e1tico, barato e escal\u00e1vel, merece especial aten\u00e7\u00e3o. Afinal de contas, talvez os escritores de gui\u00f5es n\u00e3o mere\u00e7am a nossa reprova\u00e7\u00e3o, pois da mesma forma que estes conseguem continuar a colar-nos ao grande ecr\u00e3 com narrativas criadas a partir de f\u00f3rmulas antigas, in\u00fameros novos materiais com propriedades \u00fanicas ou combina\u00e7\u00f5es in\u00e9ditas podem surgir da aplica\u00e7\u00e3o da metodologia dos investigadores.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Sabe mais em:
https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-021-25360-6<\/a><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Um dos problemas mais prementes da nossa civiliza\u00e7\u00e3o do espet\u00e1culo \u00e9 aquilo que alguns denominam de \u201cescrita pregui\u00e7osa\u201d e outros, ilustres poliglotas, de \u201cclich\u00e9s\u201d. Atire a primeira pedra aquele que nunca revirou os olhos quando o her\u00f3i, depois de ser baleado durante o cl\u00edmax do filme e de se instalar o melodrama nos outros protagonistas, revela um colete \u00e0 prova de bala sob os trajes (que muito provavelmente ser\u00e3o um novo \u201clook\u201d da pr\u00f3xima esta\u00e7\u00e3o). Ora, tentemos resolver esse cen\u00e1rio: n\u00e3o ao estilo hitchcockiano, mas com um \u201cEaster egg\u201d. Imaginemos que o colete \u00e9 feito de fibras musculares. N\u00e3o, melhor ainda. Imaginemos, antes, que se trata de um fato de super-her\u00f3i (o que, desde j\u00e1, garantiria o sucesso nas bilheteiras), todo ele feito de fibras musculares. \u00abBom\u2026 isso parece mais o estilo do vil\u00e3o.\u00bb \u00abAh, mas foi produzido sem matar um \u00fanico animal!\u00bb \u00abPronto, de um super-her\u00f3i \u201cvegan\u201d.\u00bb Um fato que consegue absorver mais energia que o algod\u00e3o, a seda, o nylon e, at\u00e9 mesmo, o Kevlar. Da\u00ed, ter amparado o impacto. E desengane-se quem assumir que s\u00f3 o fantasioso universo Marvel poderia conter semelhante enredo. Pois, por vezes, a realidade tem rasgos de fic\u00e7\u00e3o\u2026 <\/p>\n","protected":false},"author":56,"featured_media":2169,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[14],"tags":[],"class_list":["post-2160","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bionow"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2160","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/56"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2160"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2160\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2172,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2160\/revisions\/2172"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/2169"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2160"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2160"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nebfeupicbas.pt\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2160"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}