Sobre mexilhões

Mexilhões se seguram com movimentos sofisticados

Fios de bissal de mexilhão se ligam a rochas úmidas usando proteínas adesivas que primeiro preparam suas superfícies e depois se ligam quimicamente a elas.

Conheça

Enquanto os humanos passaram décadas tentando fazer adesivos que grudam debaixo d’água, os mexilhões fazem isso há centenas de milhões de anos. Eles se amarram às rochas ou uns aos outros com fibras fibrosas chamadas fios de bisso. Cada fio tem uma “placa” adesiva espumosa no final contendo uma mistura de proteínas que dão aos mexilhões suas incríveis qualidades adesivas.

Fios de bissal longos, fibrosos e ricos em proteínas prendem os mexilhões às rochas.

A estratégia

Antes de fazer fios de bissal, o pé de um mexilhão serpenteia para fora de sua concha, procurando um local adequado para enfiar. Quando o pé está pronto para se prender, ele secreta uma série de líquidos s em uma sequência específica, que se solidificam rapidamente. Alguns, principalmente o colágeno (a mesma proteína que torna a pele elástica), tornam-se o próprio fio fino, mas forte. Outros formam um revestimento protetor rígido ao redor da placa e do fio. E apenas algumas das proteínas são adesivas e formam a placa de ancoragem.

O que torna essas proteínas tão pegajosas é que elas contêm altas concentrações de uma molécula especial chamada L-3,4-diidroxifenilalanina, ou dopa. O Dopa adere muito facilmente a muitas superfícies, incluindo as famosas antiaderentes como o Teflon, devido à forma como se liga quimicamente a elas. Cada molécula contém cadeias laterais que compartilham elétrons com superfícies rochosas, formando ligações incrivelmente fortes.

Mas, assim como o primer que você deve aplicar na madeira antes de pintá-la, os cientistas descobriram recentemente que outra proteína, a lisina (lys), ajuda a preparar as superfícies molhadas para a dopa.

Quando a lisina se aproxima de íons carregados positivamente em superfícies rochosas, ela os empurra para fora do caminho, como um ímã virado para o lado errado, abrindo caminho para a dopa pegajosa se prender.

As superfícies da maioria das rochas têm uma carga negativa. Assim como os ímãs, os opostos se atraem, e os íons carregados positivamente de sais dissolvidos na água do oceano se ligam e revestem as superfícies rochosas carregadas negativamente, tornando-as pouco receptivas à maioria dos tipos de adesivos. A lisina, no entanto, é carregada positivamente. Quando se aproxima de íons carregados positivamente em superfícies rochosas, ele os empurra para fora do caminho, como um ímã virado para o lado errado, abrindo caminho para a dopa pegajosa se prender.

Duas proteínas, dopa e lisina, trabalham juntas para
ajudar os mexilhões a permanecerem debaixo d’água.

A interação lisina-dopa por si só nem sempre produz uma adesão tão forte quanto o esperado. Os pesquisadores descobriram que a proximidade das moléculas de dopa, lisina e água dentro das placas adesivas afeta a força das ligações químicas entre diferentes partes da molécula de dopa. Quando a dopa e a lisina estão próximas, a concentração de moléculas de água ao redor da dopa diminui, o que diminui a estabilidade estrutural do complexo adesivo. Uma ligeira separação de lisina e dopa realmente ajuda a equilibrar as forças e maximizar a ligação.

Como os mexilhões inspiraram a cola cirúrgica

O potencial

O desenvolvimento de adesivos subaquáticos, é claro, tem muitas aplicações marítimas. Mas colas artificiais de mexilhão também podem salvar vidas. Como os fluidos corporais também contêm sais, adesivos semelhantes podem resultar em novos métodos para fechar feridas e incisões. Os adesivos de mexilhão também podem transformar a cirurgia em bebês no útero, permitindo que os cirurgiões fechem novamente as incisões feitas no saco amniótico, que é muito frágil para a sutura tradicional ou outras técnicas.

Adesivos à base de mexilhões também podem ajudar a preservar nossos oceanos. Os recifes de coral fornecem alimento e abrigo para 25% das espécies oceânicas, mas enfrentam sérios riscos de extinção global. A restauração de recifes pode envolver o transplante de seções prósperas para áreas menos saudáveis, mas eles precisam de uma cola bioamigável para fixá-los no lugar. Proteínas de mexilhão podem ser apenas o elo perdido.