Indossereste vestiti fatti di fibre muscolari? Le usereste per allacciarvi le scarpe o addirittura come cintura? Può sembrare un po’ strano, ma se quelle fibre possono sopportare più energia prima di rompersi rispetto a cotone, seta, nylon o persino Kevlar, allora perché no?
Non preoccupatevi, sono fibre muscolari prodotte senza danneggiare un singolo animale.
I ricercatori della McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis hanno sviluppato un approccio di chimica sintetica per polimerizzare le proteine all’interno dei microbi ingegnerizzati. Questo permesso ai microbi di produrre una proteina muscolare ad alto peso molecolare, la titina, che è stata poi trasformata in fibre muscolari.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature Communications.
Fibre muscolari nate dai batteri e pronte da indossare
La produzione di queste fibre muscolari può essere economica e scalabile. Potrebbe consentire molte applicazioni a cui le persone avevano pensato in precedenza, ma con fibre naturali. Ora, queste applicazioni possono giungere a buon fine senza la necessità di veri tessuti animali.
Fuzhong Zhang, Dipartimento di ingegneria energetica, ambientale e chimica, Washington University.
Io cerco la titina (scusate, dovevo fare questo riferimento da boomer)
La proteina muscolare sintetica prodotta nel laboratorio di Zhang, come detto, è la titina. La titina è uno dei tre principali componenti proteici delle fibre muscolari. Quello che la rende speciale è la dimensione delle sue molecole. È praticamente la più grande proteina conosciuta in natura.
Da tempo gli scienziati provano a progettare materiali con proprietà simili a quelle dei muscoli, anzitutto per la robotica. Creando muscoli sintetici dai microbi potremmo aver centrato il bersaglio.
Il team di ricerca ha ingegnerizzato i microbi per mettere insieme segmenti più piccoli della proteina in polimeri ad altissimo peso molecolare di circa due megadalton di dimensioni, circa 50 volte la dimensione di un batterio medio. Hanno quindi utilizzato un processo di filatura a umido per convertire le proteine in fibre muscolari del diametro di circa dieci micron, o un decimo dello spessore di un capello umano.
L’analisi delle fibre ottenute
Lavorando con i collaboratori Young Shin Jun e Sinan Keten, Zhang ha poi analizzato la struttura di queste fibre muscolari per identificare i meccanismi molecolari che consentono la loro combinazione unica di fattori. Eccezionale resistenza, capacità di smorzamento, capacità di dissipare l’energia meccanica sotto forma di calore e altro.
Le possibili applicazioni per le fibre muscolari microbiche? A parte abiti eleganti o armature protettive (queste fibre sono più resistenti del Kevlar, il materiale utilizzato nei giubbotti antiproiettile), questo materiale ha anche molte potenziali applicazioni biomediche. Poiché è quasi identico alle proteine che si trovano nel tessuto muscolare, è presumibilmente biocompatibile e potrebbe quindi essere un ottimo materiale per suture, ingegneria dei tessuti e quant’altro.
