La nanoestructura de algunas proteínas de seda de araña evita la unión bacteriana.
Introducción
Delicada como un susurro, la tela de seda de una araña parece demasiado frágil para durar mucho tiempo. Sin embargo, una vez que se hilan, algunas redes pueden sobrevivir con reparaciones mínimas durante días o incluso semanas sin ser destruidas por organismos en descomposición como hongos y bacterias. No solo eso, sino que a lo largo de la historia las personas han usado seda de araña para curar heridas, lo que sugiere que pueden tener superpoderes antimicrobianos. ¿Por qué estas redes no son degradadas por bacterias y hongos, a pesar de que están hechas de los alimentos favoritos de los microbios? La respuesta parece no estar en los químicos que matan bacterias y hongos, sino en la disposición de las proteínas que son uno de los componentes principales de la seda de araña.
¿Por qué estas redes no son degradadas por bacterias y hongos, a pesar de que están hechas de los alimentos favoritos de los microbios?
La estrategia
La capa exterior de la seda de araña se compone de varios s y moléculas de grasa. Como en otros materiales biológicos, las proteínas juegan un papel importante en cómo se estructura el material. Se componen de cientos de bloques de construcción individuales, llamados s, ensartadas como cuentas en una cuerda. Diferentes aminoácidos tienen diferentes rasgos, así como cargas positivas o negativas. Las cargas opuestas se atraen, mientras que las cargas similares se repelen. Estas interacciones significan que, dependiendo de los tipos y el orden de los aminoácidos en la cadena, las diferentes partes de una proteína terminan organizadas en diferentes formas. Una de estas formas se conoce como que contiene partes conocidas como láminas beta. Aquí es de donde parecen provenir las habilidades de repeler microbios de la seda de araña. Los científicos han descubierto que algunos conglomerados de proteínas de seda de araña llamados fibroínas tienen secciones de lámina beta con cargas similares que hacen que se repelan entre sí, creando una disposición regular de parches hidrofóbicos (repelentes al agua) en la superficie de la seda. Estos parches evitan que los microorganismos encuentren un lugar para aterrizar y adherirse, al igual que un equipo de jugadores de voleibol habilidosos dispersos por una cancha puede evitar que la pelota toque el suelo en cualquier lugar.
Una disposición regular de pequeñas secciones de proteínas sin carga ("hidrofóbicas") puede dificultar la adhesión de las bacterias.
Las posibilidades
La capacidad de las bacterias y los hongos para adherirse a una superficie puede causar grandes problemas a los humanos. En entornos médicos, los microbios pueden adherirse a implantes y dispositivos protésicos, dándose la oportunidad de multiplicarse y crear una colonia lo suficientemente grande como para protegerse de los antibióticos. En los sistemas de agua potable y los entornos de preparación de alimentos, tales "biopelículas" pueden aumentar el riesgo de propagación de la contaminación al dar a los microbios un lugar para crecer y multiplicarse. Al emular las proteínas de seda de araña y su disposición repelente de bacterias de secciones de láminas beta sin carga, los humanos podrían crear recubrimientos para dispositivos médicos y otras superficies que dificultarán que las bacterias se queden y causen problemas.
