Fios de proteína conectam eletrônico ao biológico

Esquema dos nanofios, feitos inteiramente de proteínas, com a seta mostrando o fluxo de elétrons.
[Imagem: George H. Hutchins et al. - 10.1073/pnas.2306046120]

Bioeletrônica

Pesquisadores criaram um kit de ferramentas microscópicas com componentes elétricos ajustáveis e biologicamente amigáveis, abrindo caminho para uma nova geração de aparelhos e sensores bioeletrônicos, ou seja, que possam conectar dispositivos eletrônicos ao corpo humano.

A chave para este avanço está no desenvolvimento de uma técnica para construir fios eletricamente condutores e biodegradáveis a partir de proteínas projetadas em laboratório.

Esses fios são compatíveis com os componentes eletrônicos convencionais, feitos de cobre ou outros metais, bem como com a "maquinaria" biológica responsável pela geração de energia em todos os organismos vivos.

Os fios minúsculos são do tamanho dos transistores que compõem todos os chips de silício, como os processadores de computador. Eles são totalmente feitos de aminoácidos naturais e moléculas heme, que são encontradas em proteínas como a hemoglobina, que transporta oxigênio nos glóbulos vermelhos do sangue.

Os pesquisadores usaram bactérias inofensivas para sua fabricação, eliminando a necessidade de procedimentos potencialmente complexos e prejudiciais ao meio ambiente, comumente usados na produção de moléculas sintéticas.

"Embora nossos projetos sejam inspirados nos circuitos eletrônicos baseados em proteínas necessários para toda a vida na Terra, eles estão livres de grande parte da complexidade e da instabilidade que podem impedir a exploração de seus equivalentes naturais em nossos próprios termos. Nós também podemos construir esses componentes eletrônicos minúsculos sob encomenda, especificando suas propriedades de uma forma que não é possível com proteínas naturais," disse Ross Anderson, da Universidade de Bristol (Reino Unido).

Micrografias dos nanofios reais (em cima) e esquemas de suas estruturas (embaixo).
[Imagem: George H. Hutchins et al. - 10.1073/pnas.2306046120]

Sensores para diagnósticos

Esses biocomponentes em nanoescala poderão ser usados em uma ampla gama de aplicações, incluindo biossensores para diagnóstico de doenças e detecção de poluentes ambientais. Espera-se também que esta invenção forme a base de novos circuitos elétricos para a criação de catalisadores feitos sob medida para biotecnologia industrial verde e proteínas fotossintéticas artificiais para capturar energia solar.

"Essas proteínas mostram como o design de proteínas está fornecendo cada vez mais ferramentas úteis na prática. Elas oferecem possibilidades empolgantes como componentes para engenharia biológica e também são ótimos sistemas para investigar os mecanismos fundamentais da transferência biológica de elétrons," disse Adrian Mulholland, membro da equipe.