.
Estruturas feitas de blocos de construção podem mudar de forma e se auto-organizar de forma autônoma para uma nova configuração. Os físicos Saeed Osat e Ramin Golestanian, do Instituto Max Planck de Dinâmica e Auto-Organização (MPI-DS), revelaram esse mecanismo que pode ser usado para manipular ativamente a organização molecular. Uma semente da nova configuração desejada é suficiente para desencadear a reorganização. Este princípio pode ser aplicado a blocos de construção biológicos que são constantemente reciclados para formar novas estruturas em sistemas vivos.
O conceito de remodelação é familiar para a maioria das pessoas: quem já brincou com peças de Lego sabe que muitas combinações e estruturas possíveis a partir dos mesmos componentes. Normalmente, um manual anexo descreve a disposição dos blocos individuais e a forma da estrutura final. A montagem inicial de apenas algumas peças já pode determinar a maneira como todas as outras partes devem ser conectadas. “Nosso modelo descreve o rearranjo de blocos de construção em sistemas físicos a partir de uma determinada estrutura”, explica Saeed Osat, o primeiro autor do estudo. “Se apenas algumas peças de uma determinada estrutura forem alteradas, elas funcionarão como uma semente que resultará em uma composição totalmente nova.”
Como em um manual de Lego, existem certas regras sobre como os blocos devem ser organizados. No modelo do pesquisador, as instruções de montagem são derivadas de uma lista de possíveis interações moleculares. Estes dependem do estado de energia do sistema, do tamanho da semente e das interações não recíprocas entre os componentes. “Sob certas condições, podemos observar reorganizações variadas em novas formas”, explica Ramin Golestanian, chefe do departamento de Física da Matéria Viva e diretor do MPI-DS. “Identificamos uma nova regra de aprendizado que faz com que as estruturas mudem dinamicamente de forma, dependendo das interações não recíprocas entre suas partes”, resume os resultados do estudo.
Na biologia, o rearranjo dos blocos de construção ocorre constantemente. Em vez de dispor estruturas complexas como um todo, elas são desmontadas em suas partes individuais que são usadas para construir novas composições. O modelo pode, assim, ajudar a entender os princípios de auto-organização na matéria viva. Da mesma forma, o princípio da automontagem sintética e autônoma de não-equilíbrio pode ser útil na elaboração de estratégias de engenharia para projetar metamorfos robóticos moleculares.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Instituto Max Planck para Dinâmica e Auto-Organização. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
.
