Como cultivar nanomateriais funcionais inorgânicos – pontos quânticos – no núcleo de células vivas

Revisão Nacional de Ciência publicou recentemente uma pesquisa sobre a síntese de pontos quânticos (QDs) no núcleo de células vivas pelo Dr. Hu Yusi, pelo professor associado Wang Zhi-Gang e pelo professor Pang Dai-Wen da Universidade de Nankai.

Durante o estudo da síntese de QDs em células de mamíferos, constatou-se que o tratamento com glutationa (GSH) aumentou a capacidade redutora da célula. Os QDs gerados não foram distribuídos uniformemente dentro da célula, mas concentrados em uma área específica.

Através de uma série de experimentos, foi confirmado que esta área é de fato o núcleo da célula. Dr. Hu disse: “Isso é realmente incrível, quase inacreditável.”

Hu e seu mentor, Professor Pang, tentaram elucidar o mecanismo molecular da síntese de pontos quânticos no núcleo da célula. Verificou-se que o GSH desempenha um papel significativo. Existe uma proteína transportadora de GSH, Bcl-2, no núcleo, que transporta GSH para o núcleo em grandes quantidades, aumentando a capacidade redutora dentro do núcleo, promovendo a geração de precursores de Se.

Ao mesmo tempo, o GSH também pode expor grupos tiol nas proteínas, criando condições para a geração de precursores de Cd. A combinação desses fatores permite, em última análise, a síntese abundante de pontos quânticos no núcleo da célula.

O professor Pang afirmou: “Este é um resultado emocionante; este trabalho alcança a síntese precisa de QDs em células vivas no nível subcelular. A pesquisa no campo da biologia sintética concentra-se principalmente na síntese de moléculas orgânicas em células vivas por meio da genética reversa.

“Raramente vemos a síntese celular viva de materiais funcionais inorgânicos. Nosso estudo não envolve modificações genéticas complexas; ele atinge a síntese alvo de nanomateriais fluorescentes inorgânicos em organelas celulares simplesmente regulando o conteúdo e a distribuição de GSH dentro da célula. Isto aborda a deficiência da biologia sintética para a síntese de materiais inorgânicos.”

Embora a síntese de materiais orgânicos nas células continue predominante no campo da biossíntese, esta pesquisa sem dúvida abre caminho para a síntese de materiais inorgânicos na biologia sintética.

O professor Pang disse: “Cada um de nossos avanços é um novo ponto de partida. Acreditamos firmemente que, em um futuro próximo, poderemos usar a síntese celular para produzir nanodrogas, ou mesmo nanorrobôs em organelas específicas. Além disso, podemos transformar células em supercélulas, permitindo-lhes fazer coisas inimagináveis.”