Velvet Worm Slime revela sus secretos pegajosos
La extraordinaria Goo del Worm Velvet podría inspirar bioplásticos reciclables
Los gusanos de terciopelo como este “estornudan” una sustancia pegajosa con propiedades intrigantes.
El gusano de terciopelo, un pequeño depredador blando que se parece a la versión de una oruga estirable de una oruga, tiene un caprichoso MO: administra la muerte por cuerda tonta.
En la hojarasca de bosques tropicales y templados de todo el mundo, los gusanos de terciopelo acechan la noche en docenas de piernas rechonchas. El depredador del tamaño de un bolsillo, cuyas especies varían de menos de media pulgada a ocho pulgadas de largo, apenas puede ver, por lo que se tambalea, con la esperanza de toparse literalmente con un insecto comestible, como un grillo o un madera. Cuando encuentra uno, el gusano de terciopelo usa boquillas a cada lado de su cara para Dispara chorros de limo pegajoso en su víctima.
“Sucede tan rápido que es casi como si estornudaran”, dice Matthew Harrington, un bioquímico de la Universidad McGill que ha estudiado los gusanos de terciopelo durante una década.
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Al principio, el Goo es un líquido acuático, pero en el aire se transforma en cuerdas gelatágricas que atrapan a la desafortunada criatura y la pegan al suelo. A medida que la presa lucha, el limo forma hilos fibrosos, y en cuestión de segundos la sustancia se endurece en un sólido de vidrio.
Los científicos han sido intrigados por las propiedades adhesivas de Velvet Worm Slime durante más de un siglo. (En la década de 1870, los investigadores desconcertantes sobre lo que lo hace que se quedara intentó probarlo. El veredicto: amargo). Los resultados recientes sugieren que la Goo que cambia de fase podría inspirar a una nueva generación de bioplásticos reciclables, según investigaciones publicadas por en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU..
Anteriormente, los investigadores descubrieron que remojar las fibras endurecidas en el agua las devolvieron a su estado líquido, y al frotar el desastre resultante entre las yemas de sus dedos, podrían hacer que las fibras sean tan fuertes como el nylon para volver a formular. Eso significa que “todo lo que necesitamos saber sobre cómo hacer estas fibras está codificada en las proteínas mismas”, dice Harrington.
Pero aislar esas proteínas es más fácil decirlo que hacerlo, encontraron los científicos. El limo es tan sensible al tacto que incluso las técnicas de laboratorio estándar, como la pipeteo, pueden desencadenar su cambio de fase. Para evitar esa situación pegajosa, los científicos secuenciaron el ARN de las proteínas del limo de los gusanos de terciopelo recolectados en Barbados, Singapur y Australia. Luego alimentaron las secuencias de ARN a Alfafold3, un programa que utiliza inteligencia artificial para predecir formas de proteínas. Para las tres especies, “escupió esta forma de herradura” rica en la leucina de aminoácidos, dice Harrington.
Aunque esta estructura es novedosa para los científicos de materiales, es el viejo sombrero para la evolución. Una proteína similar llamada receptor tipo toll es parte de una característica antigua del sistema inmune que se encuentra en plantas, invertebrados y vertebrados. Estos receptores se sientan en la superficie de las células inmunes, que se unen fuertemente a trozos de microbios invasores y los liberan más tarde. Harrington y su equipo sugieren que la proteína en forma de herradura puede usar una dinámica similar de “huésped huésped” para agarrar otras proteínas en el limo, que se une fuertemente pero reversiblemente para formar las fibras poderosas. Esas son palabras mágicas para los científicos de materiales que trabajan en el desarrollo de reemplazos para plástico que se pueden desglosar fácilmente y volver a formarse en nuevas formas.
Estas proteínas de herradura son un hallazgo significativo, dice Yendry Corrales Ureña, un investigador del Laboratorio Nacional de Nanotecnología de Costa Rica que estudia el limo de gusano de terciopelo pero no estaba involucrado en el estudio. Sin embargo, agrega que estas proteínas no tienen en cuenta las propiedades importantes del limo, como su dureza o elasticidad. “Son solo una pieza del rompecabezas más grande”.
Julian Monge Najera, ecologista de la Universidad de Costa Rica que investiga la evolución de los invertebrados, dice el hecho de que tres especies de gusanos de terciopelo de diferentes continentes tienen la misma forma de proteína en su limo subrayan cuán increíblemente antiguas son los gusanos de terciopelo y cuánto tiempo hace que sus R&D químicos deben haber ocurrido.
El registro fósil muestra que los gusanos de terciopelo han existido casi exactamente como lo hacen ahora durante al menos 300 millones de años, anterior a los dinosaurios y los continentes de hoy. “Si pudiera regresar en una máquina del tiempo, los gusanos de terciopelo que atraparía en el período post-cámbrico serían idénticos a los de los bosques nubosos de Costa Rica hoy”, dice Monge Najera, limo de cambio de fase y todo.
Harrington y su equipo están trabajando para purificar la proteína de herradura del limo y confirmar su estructura a través de la microscopía electrónica. “No ordeñaremos los gusanos de terciopelo para el limo para reemplazar a los plásticos”, dice Harrington. “Pero esperamos copiar sus trucos químicos”.