REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Inspirados por los materiales naturales como los huesos (matriz de minerales y otras sustancias, incluyendo las células vivas) ingenieros del MIT han logrado células bacterianas para producir biopelículas que pueden incorporar materiales inertes, tales como nanopartículas de oro y puntos cuánticos.

Estos materiales"vivos" combinan las ventajas de las células vivas, que responden a su entorno, producen moléculas biológicas complejas y abarcan múltiples escalas de longitud, con las ventajas de los materiales inertes, que agregan funciones como conducir electricidad o emitir luz.

Los nuevos materiales representan una simple demostración de las posibilidades de este sistema híbrido que podría un día utilizarse para diseñar dispositivos más complejos como las células solares, materiales auto-reparables o sensores de diagnósticos, menciona Timothy Lu, profesor adjunto de ingeniería eléctrica e ingeniería biológica. Lu es el autor principal de un artículo que describe estos materiales en la edición del 23 de marzo de la revista Nature Materials.

Materiales autoensamblados

Lu y sus colegas decidieron trabajar con la bacteria e. coli porque produce de forma natural biofilms que contienen la sllamadas "curli fibers" o proteínas amiloides que ayudan a e. coli adherirse a las superficies. Cada "curli fiber" está hecha de una cadena de repetición de subunidades proteicas idénticas llamada CsgA, que puede ser modificada mediante la adición de fragmentos de proteínas llamadas péptidos. Estos péptidos pueden capturar materiales "no vidos" tales como las nanopartículas de oro e incorporarlas a los biofilms.

Al programar las células para producir diferentes tipos de curli fibers bajo ciertas condiciones, los investigadores fueron capaces de controlar las propiedades de los biofilms y crear nanocables de oro, biofilms y superficies con puntos cuánticos, o cristales minúsculos que muestran propiedades de la mecánica cuántica. También han diseñado células para poder comunicarse entre sí y cambiar la composición del biofilm.

Es un sistema muy simple pero con el tiempo se obtiene curli cada vez más marcado por las partículas de oro. Demuestra que podemos hacer que las células que hablen entre ellas y puedan cambiar la composición del material poco a poco, dice Lu. "En definitiva, esperamos poder emular sistemas naturales como el hueso. Nadie le dice al hueso como actuar, pero genera material en respuesta a señales ambientales".