Les protéines adhésives des moules sont le modèle d'une nouvelle adhésif synthétique développé par Fuzhong Zhang de la McKelvey School of Engineering. Créé par des microbes modifiés et inspiré de la substance que les moules utilisent pour coller aux surfaces immergées, cet adhésif fonctionnera également sous l'eau. Crédit :Zhang labo
Les moules collent aux rochers du fond marin, aux plantes aquatiques, et, à la consternation des plaisanciers, ils peuvent faire de l'attelage amarré à des navires de mer quelle que soit leur composition :métaux, caoutchouc, un verre, bois et plus.
Mais les bivalves gênants d'aujourd'hui peuvent aider les chercheurs à développer un nouveau moyen de réparer une blessure.
Des scientifiques de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington à St. Louis ont reproduit la protéine collante de la moule et s'efforcent maintenant de l'améliorer pour un usage quotidien. Le fort, l'adhésif sous-marin pourrait avoir de nombreuses applications, cela pourrait même aider à réparer les bateaux mêmes maintenant vexés par les mollusques.
"La plupart des colles synthétiques ne fonctionnent pas sur les surfaces humides, mais les protéines de pied de moule (Mfp) peuvent adhérer aux surfaces même sous l'eau, " dit Fuzhong Zhang, professeur agrégé d'énergie, génie environnemental et chimique. "Cette propriété unique rend Mfp adapté à de nombreuses applications, de la réparation sous-marine aux colles biomédicales. Avec une ingénierie plus poussée, une colle Mfp pourrait être utilisée pour cicatriser les plaies, ou peut-être même pour remplacer les sutures."
Zhang a reçu 502 $, 034 subvention de l'Office of Naval Research pour améliorer leur succès initial, des adhésifs sous-marins produits de manière microbienne qui sont plus résistants que ceux créés naturellement par les moules.
Cette image montre la force d'un nouveau, adhésif synthétique développé par Zhang. Créé par des microbes modifiés et inspiré de la substance que les moules utilisent pour coller aux surfaces immergées, cet adhésif fonctionnera également sous l'eau. Crédit :Zhang labo
La recherche dans le laboratoire de Zhang se concentre sur l'ingénierie des microbes pour produire des matériaux renouvelables et des produits chimiques avec les propriétés souhaitées, un domaine appelé biologie synthétique. Un exemple du travail de son équipe comprend des bactéries d'ingénierie qui ont produit de la soie d'araignée synthétique aussi solide et résistante que les fibres de soie d'araignée naturelles. Pour les protéines adhésives, dans une recherche publiée fin 2018, son équipe a démontré que les protéines synthétiques fabriquées par des bactéries modifiées peuvent être encore plus adhésives que les Mfps naturelles lorsqu'elles sont utilisées sous l'eau.
La puissance de la biologie synthétique réside dans le fait que les chercheurs peuvent affiner les propriétés des matériaux protéiques en manipulant leurs codes génétiques. "On peut changer un paramètre à chaque fois, " dit Zhang. Par exemple, la longueur d'une chaîne de Mfp5. "Si avec une augmentation d'un paramètre, nous voyons l'adhérence devenir de mieux en mieux, alors on peut dire, 'D'ACCORD, ce paramètre est capable d'augmenter l'adhérence, '" il a dit.
Il s'avère, c'est exactement ce que l'équipe a découvert :lorsque la chaîne protéique Mfp a été allongée, son adhérence sous l'eau était plus forte que celle avec la longueur de chaîne naturelle.
Cette approche pourrait leur permettre d'explorer de nombreux mécanismes inconnus qui contrôlent l'adhésion sous-marine, paramètre par paramètre. "La compréhension du mécanisme par synthèse a le potentiel de conduire à des améliorations supplémentaires de l'adhérence, ou d'améliorer d'autres propriétés de la colle." a déclaré Zhang. "En général, nous essayons de comprendre le mécanisme en utilisant la biologie synthétique en produisant et en testant les matériaux."
