Mudando de marcha

Foto de Stefano Rech em Stockvault

por Dave Rogstad

11 de julho de 2008

O design intrincado presente em sistemas biológicos nunca deixa de surpreender. Alguns meses atrás, escrevi sobre motores moleculares presentes em células biológicas e como eles estão dando insights aos pesquisadores em nanotecnologia, seja fornecendo a eles designs de motores aprimorados ou dispositivos reais para uso na condução de máquinas em miniatura feitas pelo homem. Além disso, o livro recentemente lançado por Fuz Rana, The Cell's Design (O design da célula), está repleto de exemplos de design bioquímico semelhante retirados de todas as áreas da função celular.

Os cientistas sabem, há algum tempo, sobre o design do flagelo, a pequena hélice e motor em forma de saca-rolhas que algumas bactérias usam para locomoção. Com um estator, rotor, eixo, buchas e uma junta universal, este motor microscópico se parece muito com aqueles que os engenheiros projetam para operar nossos eletrodomésticos, como geladeiras e aspiradores de pó.

Recentemente, pesquisadores descobriram que o motor do flagelo na bactéria Bacillus subtilis também tem uma embreagem que permite que o rotor se desengate. Reportando na última edição da Science (veja um comunicado de imprensa aqui), uma equipe de pesquisa da Universidade Bloomington de Indiana e da Universidade de Harvard liderada pelo biólogo Daniel Kearns descobriu essa capacidade por acidente. Kearns e colegas estavam realmente interessados em como B. subtilis cessava sua atividade errante quando se fixava em conjuntos estacionários chamados biofilmes. A estabilidade de um biofilme pode ser comprometida se os flagelos continuassem a girar. Entender a formação de biofilmes pode ser útil no combate a infecções.

Quando os cientistas perceberam que uma proteína específica, EpsE, estava envolvida na repressão do movimento flagelar, eles propuseram duas explicações possíveis. Uma era que a EpsE agia como um freio, travando as partes móveis e imóveis; a outra era que a EpsE funcionava como uma embreagem, desengatando as partes umas das outras. Eles foram capazes de elaborar um experimento em que a extremidade da cauda do flagelo era presa a uma lâmina de vidro. Eles observaram o que acontecia na presença e na ausência de EpsE. Como as células paravam, mas ainda podiam girar passivamente na presença de EpsE, eles concluíram que ela funcionava como uma embreagem.

“Achamos muito legal que bactérias em evolução e engenheiros humanos tenham chegado a uma solução semelhante para o mesmo problema”, disse Kearns. “Como você para temporariamente um motor depois que ele começa a funcionar?”

O comunicado de imprensa concluiu: “A descoberta pode dar aos nanotecnólogos ideias sobre como regular pequenos motores de sua própria criação. O flagelo é um dos menores e mais poderosos motores da natureza — aqueles como os produzidos por B. subtilis podem girar mais de 200 vezes por segundo, acionados por 1.400 piconewton-nanômetros de torque. Isso é bastante potência (em miniatura) para uma máquina cuja largura se estende por apenas algumas dezenas de nanômetros.”

Embora esses cientistas atribuam essa capacidade notável a um processo evolutivo, à luz do design superior em evidência, parece muito mais provável que isso revele a mão de um Designer Mestre.

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Traduzido de Changing Gears (RTB)

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