Cientistas projetam novos ‘materiais vivos’ ao manipular as bases do kombuchá

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Crédito: Kertu Tenso.

Por Peter Dockrill
Publicado na ScienceAlert

Os cientistas criaram novos tipos de ‘materiais vivos’ ajustando os ingredientes básicos do kombuchá – a popular bebida de chá fermentada com uma cultura simbiótica de bactérias e leveduras (também conhecida como SCOBY).

Esse tipo de ‘fungo do chá’ – às vezes chamado de ‘mãe do kombuchá’ – pode fazer muito mais do que apenas produzir bebidas com sabor azedo, ao que parece.

Ao modificar a mistura da cultura, os pesquisadores foram capazes de fazer materiais vivos projetados (ELMs, na sigla em inglês) que podem um dia ter todos os tipos de aplicações práticas, como detecção de luz ou detecção de contaminantes.

Melhor ainda, os cientistas dizem que esses materiais vivos podem ser facilmente feitos em casa, da mesma forma que cultivar um fermento básico em sua cozinha.

Créditos: Imperial College London / MIT.

Embora ainda estejamos longe de um futuro no qual as pessoas possam cultivar seus próprios sensores biológicos a baixo custo, nosso novo sistema nos leva adiante criando materiais que são escaláveis ​​e, portanto, mais propensos a serem úteis no mundo real”, disse o coautor e o biólogo sintético Charlie Gilbert, do Imperial College London.

As raízes desse trabalho remontam a 2014, quando pesquisadores do MIT projetaram células de Escherichia coli para gerar biofilmes incorporados a estruturas não vivas, como nanofios de ouro.

Embora a inovação tenha mostrado do que os ELMs eram capazes, ela foi feita em uma escala microscópica, tornando os materiais fabricados virtualmente inúteis para fins práticos.

O desafio era fazer a mesma coisa em uma escala muito maior, o que acabou levando os pesquisadores a experimentarem o kombuchá – ou, melhor, à cultura simbiótica que serve como sua mãe.

“Achamos que este é um bom sistema, muito barato e fácil de fabricar em grandes quantidades”, disse o coautor e engenheiro biológico Tzu-Chieh Tang do MIT.

“É pelo menos mil vezes mais material do que o sistema de E. coli“.

Tradução da imagem: horas (hours). Créditos: Tzu-Chieh Tang / Christoph Bader / Rachel Smith.

Para criar seus ELMs, os pesquisadores experimentaram uma cepa de levedura de laboratório chamada Saccharomyces cerevisiae, combinando-a com a bactéria Komagataeibacter rhaeticus.

Com muitas tentativas e erros – envolvendo encontrar a proporção certa de levedura para bactérias e experimentos para aperfeiçoar a densidade da mistura SCOBY – os pesquisadores finalmente conseguiram.

Dentro da cultura modificada – chamada Syn-SCOBY – as bactérias produzem grandes quantidades de celulose, que atua como uma estrutura de suporte, dentro da qual S. cerevisiae e suas enzimas podem desempenhar várias funções (programadas), como detecção de produtos químicos em poluentes ou patógenos, ou fazendo uma proteína que brilha na presença de luz azul.

Ainda é o começo, mas esse tipo de sistema aponta para a possibilidade futura de materiais avançados, chamados de ‘inteligentes’, serem feitos localmente no conforto das casas das pessoas, em vez de exigir uma manufatura intensiva em recursos em uma fábrica distante.

“Quase todo mundo pode fazer isso na cozinha ou em casa”, disse Tang. “Você não precisa ser um especialista. Você só precisa de açúcar, de chá para fornecer os nutrientes e de um pedaço do Syn-SCOBY mãe”.

Os resultados são relatados na Nature Materials.