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Cientistas criaram células vivas com ligações de carbono-silício

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(dr) Lei Chen and Yan Liang /Caltech

Conceito artístico do que poderia ser uma vida baseada em silício no lugar de carbono

Conceito artístico do que poderia ser uma vida baseada em silício no lugar de carbono

Cientistas conseguiram pela primeira vez fazer com que células vivas formassem ligações de carbono-silício, demonstrando que a natureza pode incorporar silício, um dos elementos mais abundantes na Terra, nos blocos de construção da vida.

Depois do oxigénio, o silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre. Mas mesmo assim, não parece ter nada a ver com a vida biológica.

Apesar de os químicos já terem conseguido criar em laboratório ligações de carbono-silício antes, até agora tais ligações nunca foram encontradas na natureza.

Estas novas células poderiam assim ajudar-nos a entender melhor as possibilidades de haver vida baseada em silício em outras partes do universo.

Não só o carbono e o silício são extremamente abundantes na crosta terrestre, como também são muito semelhantes na sua composição química. Uma das características mais importantes de ambos é a capacidade de formar ligações com quatro átomos ao mesmo tempo.

Isso significa que são capazes de unir as longas cadeias de moléculas necessárias para formar a base da vida como a conhecemos – proteínas e DNA.

No entanto, formas de vida baseadas em silício não existem fora do universo Star Trek – pelo menos, tanto quanto sabemos.

A investigadora Jennifer Kan, do Caltech – Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, e a sua equipa conseguiram fazer com que células vivas formassem ligações de carbono-silício, algo que elas não poderiam ter feito facilmente por conta própria.

Mas a experiência é a prova de que essas ligações podem ser formadas na natureza – desde que estejam reunidas as condições certas. O estudo foi publicado na revista Science.

(dr) Caltech

Jennifer Kan, investigadora do departamento de Engenharia Química da Caltech

Jennifer Kan, investigadora do departamento de Engenharia Química da Caltech

Os cientistas começaram por isolar uma proteína que ocorre naturalmente na bactéria Rhodothermus marinus, que prospera nas fontes termais da Islândia.

A equipa escolheu essa proteína, a enzima citocromo c, porque, embora o seu papel principal seja o transporte de electrões através das células, testes de laboratório revelaram que poderia facilitar o tipo de ligações que poderiam ligar átomos de silício ao carbono.

Depois de isolar a proteína, os investigadores inseriram o gene do  citocromo c em algumas bactérias E. coli para verificar se facilitava a produção de ligações carbono-silício dentro das células vivas.

A equipa continuou a induzir mutações no gene da proteína dentro de uma região específica do genoma da E. coli, até que o resultado esperado acontecesse.

Após três gerações de mutações, a proteína consegue ligar o silício ao carbono 15 vezes mais eficientemente do que qualquer catalisador sintético.

O facto de esta bactéria produzir ligações de carbono-silício mais eficientemente do que os químicos conseguem no laboratório é muito interessante.

Primeiro, porque oferece uma forma melhor de criar as ligações que precisamos para fazer coisas como produtos farmacêuticos, produtos químicos agrícolas e combustíveis.

E depois porque significa que uma forma de vida poderia, pelo menos parcialmente, ser baseada em silício – algo que até agora só o capitão James T. Kirk teve o privilégio de encontrar.

 ZAP / HypeScience

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