Cientistas descobrem como é que o homem-aranha se agarra às paredes

O segredo pegajoso da cola de aranha foi revelado por uma nova investigação genética, que permite desmistificar como é que o famoso homem-aranha consegue segurar-se às paredes.

O que todas as mais de 45 mil espécies de aranhas descritas na Terra têm em comum? Cada uma produz pelo menos um tipo de seda. E há muitos tipos por aí. A aranha mais comum — que gira as teias espirais clássicas que parecem estar sempre suspensas à altura do rosto humano — pode produzir sete sedas diferentes, cada uma com propriedades de material únicas.

A seda que forma a estrutura de uma teia orbital é famosa pela sua resistência, comparável à do aço. A espiral de captura é feita de uma versão altamente elástica chamada seda flageliforme. Estas aranhas usam um tipo adicional de seda para embrulhar a presa e criar decorações.

Mas há outro tipo que, à superfície, não se parece com seda: a cola pegajosa com a qual algumas aranhas cobrem os fios de captura. Apesar de não parecer, essa substância pegajosa das teias é, na verdade, uma proteína de seda.

Por muitos anos, os investigadores descobriram os segredos da cola de aranha, que permanece húmida no seu ambiente ao ar livre e pegajosa durante muitos ciclos de fixação e libertação. A sua composição genética permaneceu uma incógnita, significando que os cientistas nunca puderam montar uma produção em larga escala desse biomaterial potencialmente útil.

Usando novas tecnologias, os cientistas conseguiram desvendar as primeiras sequências genéticas completas que codificam as proteínas da cola de aranha. O estudo foi publicado este mês na revista G3.

Uma seda que é realmente uma cola pegajosa

Sob um microscópio, a cola lembra quase lantejoulas numa corda — pequenas esferas reluzentes ao longo de um cordão de seda elástica. Em vez de ser transformada em fibra, as proteínas da cola são extrudidas como uma massa confusa. O seu trabalho é manter as presas coladas à rede.

A cola de outras espécies de aranhas é pegajosa quando húmida, mas vai perdendo essa capacidade com a diminuição da humidade. Noutros casos torna-se diluída e fina se a humidade for muito alta.

Estas diferentes propriedades adesivas intrigaram os cientistas de biomateriais que sonham com vários usos para versões artificiais de colas de aranha. No entanto, sem conhecer os genes que codificam essas proteínas, não há um guião claro sobre como produzir cola de aranha sintética.

Descodificando um código longo e repetitivo

Surpreendentemente, os investigadores apenas sequenciaram cerca de 20 genes de seda de aranha, apesar da incrível diversidade de espécies e do interesse de décadas na seda como um biomaterial útil.

Acontece que não são só as propriedades da seda que são incríveis, mas também o código de ADN para produzir a proteína. Os genes da seda da aranha são extremamente grandes; em si só, isso não é um problema, mas a maior parte da sequência é feita de repetições dos mesmos pequenos bocados de ADN.

Imagine que a frase uma frase é uma sequência de ADN que codifica uma proteína, mas cuja ordem exata de letras ainda é desconhecida.

A fim de descobrir essa sequência, o principal método de tecnologia de sequenciamento de ADN disponível tem três etapas principais. Assim que uma amostra de ADN é recolhida, muitas cópias da frase são divididas aleatoriamente em pequenos pedaços.

Em seguida, uma máquina de sequenciamento de ADN descobre cada letra de cada pedaço. O passo final é costurar todos os bocados numa sequência para descobrir a frase original. Como a composição genética é repetitiva, torna a tarefa extremamente árdua.

Desvendar o ADN de uma vez só

Durante muitos anos, o sequenciamento de ADN limitou-se a essa estratégia de leitura abreviada: partir um gene em pedaços e depois juntar tudo numa sequência coesa.

Deixando de lado algumas técnicas difíceis e caras que estão fora do alcance de maior parte dos laboratórios, a melhor maneira de descobrir um gene longo e repetitivo é sequenciar a parte repetitiva do início ao fim de uma só vez.

Felizmente, a tecnologia emergente, ainda que “jovem”, começa a permitir esse sequenciamento de leitura. Para aqueles que estudam ADN super-repetitivo, esta é uma excelente notícia.

Agora que dois genes de cola de aranha estão totalmente sequenciados, o primeiro passo para fazer uma versão sintética está completo. Os investigadores podem agora inserir os genes noutros organismos, como bactérias ou leveduras, para produzir a cola em grandes quantidades.

A cola tem potencial para muitas aplicações únicas e é biodegradável, solúvel em água e permanece pegajosa por meses ou até mesmo anos. Poderá ser usada para o controlo de pragas ou filtros reutilizáveis, por exemplo.