El adhesivo secretado por Caulobacter crescentus se adhiere a superficies bajo el agua utilizando pegamento elaborado a partir de moléculas de azúcar.

Introducción

Conseguir que dos objetos se peguen permanentemente nunca es fácil. Es aún más difícil bajo el agua, donde las moléculas de agua pueden colarse entre ellos, cambiando las propiedades del adhesivo o bloqueando físicamente el proceso de unión. Pero Caulobacter creciente parece tenerlo resuelto.

La estrategia

Esta bacteria microscópica vive en mundos acuáticos, como arroyos de corriente rápida, agua de océano y tuberías de agua. Comienza como una célula que flota libremente con una cola que utiliza para nadar. Cuando choca contra prácticamente cualquier tipo de superficie dura, muda la cola y en su lugar le crece un tallo. El tallo secreta un punto microscópico de sustancia viscosa que se endurece ligeramente hasta convertirse en un gel elástico y se adhiere firme y permanentemente a la superficie. A medida que cuelga, se alarga y finalmente arranca una nueva versión de sí mismo que flota libremente y que se aleja nadando para comenzar el ciclo una vez más.

En el mundo de la rigidez, el uso de la palabra "firmemente" para C. crescentus el apego es un eufemismo. Las mediciones de la fuerza de la conexión han arrojado un poder de adherencia de al menos 68 newtons por milímetro cuadrado, más de ocho veces el poder de un súper pegamento típico fabricado por humanos. Los científicos han estimado que el equivalente a un punto de pegamento del tamaño de un guisante podría mantener en su lugar a una vaca grande.

¿De qué está hecha esta asombrosa sustancia? Es algo que probablemente tengas en tu casa, si no en tu mano en este momento: azúcar.​​​​​​​​

​​El gran desafío para los adhesivos en un ambiente acuático es que las moléculas de agua, que se llevan bien con muchos otros tipos de moléculas debido a la distribución de sus electrones, tienden a moverse entre las moléculas de los adhesivos y alterar su integridad. . En C. crescentus En este caso, la sustancia que secreta el tallo está formada por al menos cuatro tipos de moléculas de azúcar conectadas de extremo a extremo para formar largas cadenas con ramas extendidas. ​Las fuertes cargas negativas​ les permiten adherirse firmemente a la superficie. Y los eslabones entre las cadenas (imagínese esas ramas creciendo juntas) forman una barrera similar a una cerca de tela metálica que evita que las moléculas de agua se infiltren y disuelvan el adhesivo.

Los científicos sospechan que otras moléculas, como proteínas y ácidos nucleicos, también podrían estar implicadas en darle al soporte su capacidad de superpegamento.

Las posibilidades

Los humanos podrían adoptar o adaptarse. C. crecienteLa asombrosa capacidad de adherirse a superficies submarinas de diversas formas. Un adhesivo inspirado en esta bacteria podría usarse para reparar barcos, cerrar heridas quirúrgicas, sellar tuberías de agua, tapar fugas en tanques o ayudar a que las superficies se adhieran entre sí en construcciones submarinas.

Los principios y las fuerzas moleculares implicadas también podrían adaptarse para su uso en entornos menos acuosos donde son fundamentales uniones fuertes y fáciles de formar, como en proyectos de construcción en entornos extremos, como en el espacio o en otros planetas.

Última actualización 30 de diciembre de 2023