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Seda de araña elaborada por bacterias fotosintéticas

12 agosto, 2021
12 agosto, 2021 Agrobioteg

Seda de araña elaborada por bacterias fotosintéticas

La seda de araña es sorprendentemente resistente y liviana, tal como en las películas. En la actualidad el uso de este material resulta muy interesante, por lo cual un equipo de investigadores en Japón informó que lograron producir seda de araña. 

“La seda de araña es un material ultraligero, biodegradable y biocompatible”, mencionaron los investigadores al obtenerla utilizando bacterias fotosintéticas. Este estudio abre una nueva brecha para las biofábricas, ya que la implementación y producción de la seda de araña, necesita un entorno estable e innovador. 

 

Las arañas producen hilos llamados dragalinas, los cuales están hechos de proteínas de seda. Aunque se pueden usar para fabricar una serie de materiales útiles, sin embargo, obtener suficiente proteína es la parte difícil porque cada araña sólo puede producir una pequeña cantidad. En base a esto un equipo de investigación en el centro RIKEN publicaron en Communications Biology un artículo el cual informó la producción que lograron obtener de seda de araña utilizando bacterias fotosintéticas. 

“Además de ser resistentes y ligeras, las sedas derivadas de especies de arañas son biodegradables y biocompatibles. En particular, la seda de araña es ultraligera y tan resistente como el acero”, mencionó Keiji Numata, Director de investigación en el centro RIKEN.

“La seda de araña tiene el potencial de ser utilizada en la fabricación de materiales duraderos y de alto rendimiento, como ropa resistente al desgarro, piezas de automóviles y componentes aeroespaciales”, explica Choon Pin Foong, quien fue el encargado de la investigación.

La biocompatibilidad de la seda, la hace segura para su uso en aplicaciones biomédicas, sistemas de administración de fármacos, dispositivos de implantes y andamios para la ingeniería de tejidos, sin embargo, la problemática es la cría de un gran número de arañas, ya que se han hecho intentos para producir seda de araña artificialmente en una variedad de distintas especies, pero es aún un proceso complicado. 

El equipo de CSRS se centró en la bacteria fotosintética marina Rhodovulum sulfidophilum, la cual es ideal para establecer una biofábrica sostenible porque crece en agua de mar, requiere dióxido de carbono y nitrógeno en la atmósfera y utiliza energía solar, considerándola como la bacteria idónea por que sus requerimientos  son abundantes.

Los investigadores diseñaron genéticamente la bacteria para producir la proteína principal para la producción de la dragalina, obteniendo la proteína MaSp1, jugando un papel importante en la fuerza de la seda de araña. La optimización de la secuencia de genes que se insertaron en el genoma de la bacteria fue capaz de maximizar la cantidad de seda en producción. También encontraron que una receta simple como lo es la combinación de agua de mar artificial, sal de bicarbonato, gas nitrógeno, extracto de levadura e irradiación con luz infrarroja cercana, permite que R. sulfidophilum crezca bien y produzca la proteína de la seda de manera eficiente. Otras observaciones confirmaron que la superficie y las estructuras internas de las fibras producidas en las bacterias eran muy similares a las producidas naturalmente por las arañas.

“Nuestro estudio actual muestra la prueba de concepto inicial para producir seda de araña en bacterias fotosintéticas. Ahora estamos trabajando para producir en masa proteínas de dragalina de seda de araña con pesos moleculares más altos en nuestro sistema fotosintético”, mencionan los investigadores.

La fabricación de células microbianas fotosintéticas, que producen materiales biodegradables y de base biológica a través de un bioproceso neutro en carbono, podrían ayudarnos a lograr algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), como el objetivo 12 “Producción responsable y el consumo”, y el objetivo  13 “Acción climática”. Estos resultados aumentan las propuestas para soluciones viables frente a las crisis de energía, agua y alimentos, los problemas de desechos sólidos y el calentamiento global.


Fuentes: 

Science Daily:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200708105955.htm

RIKEN:

https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2020/20200708_4/index.html

Doi: 10.1038 / s42003-020-1099-6

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