Velvet Worm Slime revela seus segredos pegajosos
A extraordinária gosma do Velvet Worm pode inspirar bioplásticos recicláveis
Velvet Worms como este “espirra” uma gosma pegajosa com propriedades intrigantes.
O verme de veludo, um pequeno predador mole que se parece com a versão limim-limite de uma lagarta, tem um MO caprichoso: administra a morte por corda boba.
Na lixo de folhas das florestas tropicais e temperadas em todo o mundo, os vermes de veludo perseguem a noite em dezenas de pernas atarracadas. O predador de tamanho de bolso-cujas espécies variam de menos de meia polegada a oito polegadas de comprimento-mal podem ver, para que ele se cande, esperando literalmente esbarrar em um bug comestível, como um críquete ou uma floresta. Quando encontra um, o verme de veludo usa bicos em ambos os lados do rosto para atirar jatos de lodo pegajoso em sua vítima.
“Acontece tão rápido que é quase como se eles estivessem espirrando”, diz Matthew Harrington, bioquímico da Universidade McGill que estuda vermes de veludo há uma década.
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A princípio, a gosma é um líquido aquoso, mas no ar se transforma em cordas de gelatina que prendem a criatura azarada e a prendem no chão. À medida que as presas lutam, o lodo forma fios fibrosos e, em segundos, a substância endurece em um sólido como vidro.
Os cientistas ficaram intrigados com as propriedades adesivas de Velvet Worm Slime há mais de um século. (Na década de 1870, os pesquisadores intrigantes sobre o que o faz com que se tentou provar. Anais da Academia Nacional de Ciências EUA.
Anteriormente, os pesquisadores descobriram que a imersão das fibras endurecidas na água os devolveu ao seu estado líquido-e esfregando a bagunça resultante entre as pontas dos dedos, eles poderiam obter fibras tão fortes quanto o nylon para se reformar. Isso significa “tudo o que precisamos saber sobre como fazer essas fibras é codificado nas próprias proteínas”, diz Harrington.
Mas isolando essas proteínas é mais fácil dizer do que fazer, os cientistas descobriram. O lodo é tão sensível ao toque que até técnicas de laboratório padrão, como pipetagem, podem desencadear sua mudança de fase. Para evitar essa situação pegajosa, os cientistas sequenciaram o RNA de proteínas do lodo de vermes de veludo coletados em Barbados, Cingapura e Austrália. Em seguida, eles alimentavam as seqüências de RNA em alphafold3, um programa que usa inteligência artificial para prever formas de proteínas. Para as três espécies, “cuspiu essa forma de ferradura” rica na leucina de aminoácidos, diz Harrington.
Embora essa estrutura seja nova para os cientistas de materiais, é o velho chapéu para a evolução. Uma proteína semelhante chamada receptor de pedágio faz parte de um recurso antigo do sistema imunológico encontrado entre plantas, invertebrados e vertebrados. Esses receptores ficam na superfície das células imunológicas, se ligando firmemente a pedaços de micróbios invasores e liberando -os mais tarde. Harrington e sua equipe sugerem que a proteína em forma de ferradura pode usar uma dinâmica “host-ingressante” semelhante para agarrar outras proteínas no lodo, se ligando fortemente, mas reversivelmente, para formar as fibras poderosas. Essas são palavras mágicas para os cientistas de materiais que trabalham no desenvolvimento de substituições de plástico que podem ser divididos facilmente e reformados em novas formas.
Essas proteínas de ferradura são uma descoberta significativa, diz Yendry Corrales Ureña, pesquisador do Laboratório Nacional de Nanotecnologia da Costa Rica, que estuda lodo de veludo de veludo, mas não estava envolvido no estudo. Ela acrescenta, no entanto, que essas proteínas não representam propriedades importantes do lodo, como sua resistência ou elasticidade. “Eles são apenas uma peça do quebra -cabeça maior.”
Julian Monge Najera, ecologista da Universidade de Costa Rica que pesquisa a evolução dos invertebrados, diz que o fato de que três espécies de worm de veludo de diferentes continentes têm a mesma forma de proteína em seu slime ressalta o quão incrivelmente antigas vermes de veludo e quanto tempo seu P&D químico deve ter ocorrido.
O registro fóssil mostra que os vermes de veludo existem quase exatamente como agora há pelo menos 300 milhões de anos, antecedindo os dinossauros e os continentes de hoje. “Se eu pudesse voltar em uma máquina do tempo, os vermes de veludo que eu pegaria no período pós-cambriano seriam idênticos aos das florestas nuvens da Costa Rica hoje”, diz Monge Najera-lodo de mudança de fase e tudo.
Harrington e sua equipe estão trabalhando para purificar a proteína Horseshoe do lodo e confirmar sua estrutura via microscopia eletrônica. “Não estaremos ordenhando vermes de veludo por Slime para substituir os plásticos”, diz Harrington. “Mas esperamos copiar seus truques químicos.”