Un descubrimiento sobre la baba proyectada por los gusanos aterciopelados podría revolucionar el diseño de materiales sostenibles, según un estudio realizado por un equipo de investigación de la Universidad McGill.
El equipo descubrió que una estructura proteica natural, conservada por especies animales de Australia, Singapur y Barbados durante casi 400 millones de años de evolución, permite que su baba pase del estado líquido al fibroso, y viceversa. Este hallazgo podría abrir el camino a la próxima generación de bioplásticos reciclables.
"La naturaleza ya ha encontrado una forma de fabricar materiales tanto resistentes como reciclables", señaló Matthew Harrington, profesor de química y titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Química Verde, quien dirigió el estudio. "Descifrar la estructura molecular de la baba del gusano aterciopelado nos acerca al momento en que podremos reproducir este mecanismo con los materiales que usamos habitualmente."
El gusano aterciopelado es un animal de los bosques húmedos del hemisferio sur que se asemeja a una oruga. Para capturar a sus presas, proyecta su baba, que rápidamente forma fibras tan resistentes como el nailon. Estas fibras son solubles en agua y pueden reconstituirse posteriormente. Hasta la realización de este estudio, el mecanismo molecular que explicaba esta reversibilidad seguía siendo un misterio.
Mediante el secuenciado de proteínas y la predicción de estructura basada en inteligencia artificial (herramienta AlphaFold, cuyo diseño fue galardonado con un premio Nobel en 2024), el equipo del profesor Harrington descubrió en la baba proteínas hasta entonces desconocidas, que actúan de manera similar a los receptores celulares del sistema inmunitario. Para formar fibras, las proteínas receptoras unirían entre sí grandes proteínas estructurales. Al comparar dos subgrupos de gusanos aterciopelados que se separaron hace casi 380 millones de años, el equipo de investigación demostró la importancia evolutiva y la relevancia funcional de estas proteínas.
Un modelo para materiales reciclables
Las fibras sintéticas y los plásticos suelen fabricarse a partir de precursores derivados del petróleo. Su producción y reciclaje requieren procesos que consumen mucha energía y, a menudo, tratamientos térmicos o químicos. En cambio, el gusano aterciopelado solo utiliza fuerzas mecánicas simples, como la tracción y el estiramiento, para producir fibras resistentes y duraderas a partir de precursores biorrenovables. Estas fibras pueden luego disolverse y reutilizarse sin generar subproductos nocivos.
"Una botella de plástico que se disuelva en agua no sería muy útil, pero podemos resolver este problema modificando las propiedades químicas de este mecanismo de unión", explicó Matthew Harrington.
El estudio es una colaboración entre investigadores de la Universidad McGill y la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur. El equipo realizará ahora experimentos para estudiar las interacciones de unión e intentará determinar si el principio puede aplicarse a materiales de ingeniería.
Fuente: Universidad McGill