Con solo una incubadora y un caldo de bacterias, un grupo de científicos ha logrado desarrollar materiales vivos a partir de bacterias capaces de fabricarlos. Pero la construcción no es el único talento de estos seres. Además, también pueden limpiar aguas contaminadas, proteger superficies de óxido y moho, y detectar químicos en el ambiente.
¿Cómo han conseguido este logro? Eso lo responde desde The Conversation Sara Molinari, investigadora asociada postdoctoral en biología sintética en la Universidad Rice. En su propia publicación en el citado medio, Molinari comenta que ha "programado bacteria para formar materiales vivos que no solo pueden ser modificados para diferentes aplicaciones, sino que también son rápidos y sencillos de producir".
Para conseguirlo, ha puesto en práctica todos los conocimientos en biología sintética, ADN y el comportamiento en el metabolismo de las bacterias. A partir de aquí, ha decidido dotar a estos diminutos seres vivos con instrucciones, a través de las cuales pueden generar nuevas proteínas, incluyendo aquellas que no existen en su naturaleza.
Creando materiales vivos a partir de células vivas
Teniendo en cuenta que estos materiales vivos están fabricados a partir de célula vivas, pueden ser modificados genéticamente para realizar tareas de todo tipo. Como si estuvieras instalando una nueva aplicación en tu teléfono.
De esta forma, las bacterias pueden reaccionar a distintos elementos, dependiendo de su programación. Por ejemplo, pueden convertirse en sensores de contaminación ambiental al ser capaces de cambiar de color al entrar en contacto con distintas moléculas.
Materiales vivos fáciles y rápidos de construir
No es la primera vez que alguien lleva a cabo una programación bacteriana de este tipo. De hecho, en 2020 ya veíamos casos de "arquitectura viva", y trataba de investigaciones que querían llevar a las bacterias a construir edificios enteros. El resultado, al igual que en la investigación de Molinari, fueron bastante prometedores.
Para la programación, Molinari utilizó una bacteria en específico. Se modificó el ADN de la bacteria Caulobacer crescentus. A partir de aquí, las células pudieron producir sobre su superficie una matriz conformada por proteínas elásticas en gran cantidad. Posteriormente, estas proteínas pueden unirse entre sí y formar hidrogeles.
"Cuando dos células bacterianas modificadas genéticamente se acercan, estas proteínas se unen y mantienen a las células unidas entre sí. Al rodear cada célula con este material pegajoso y elástico, las células bacterianas se agrupan para formar un limo vivo."
The Conversation
Por último, se puede modificar las proteínas elásticas para cambiar las propiedades del material deseado. De esta manera, pueden convertir a las bacterias en materiales capaces de repararse a sí mismos en caso de ser dañados, e incluso generar otros materiales más blandos que puedan servir como relleno para otros productos.
¿Cuáles son los beneficios de crear materiales a partir de bacterias?
Aunque esta tecnología todavía no ha conseguido altas tasas de sofisticación, ya ha comenzado a probar sus beneficios. Uno de ellos es el coste y requerimientos energéticos a la hora de producir. Según describe Molinari, estos son bastante bajos, y permiten un proceso sostenible y económico.
Asimismo, en la actualidad no se necesita demasiado para comenzar. De hecho, afirma que "solo se necesita una incubadora con agitación, proteínas y azúcares para cultivar un material multifuncional y de alto rendimiento a partir de bacterias".
"La incubadora no es más que una caja de metal o plástico que mantiene la temperatura a unos 98,6 grados Fahrenheit (37 Celsius), que es mucho más baja que la de un horno doméstico convencional, y agita las células a velocidades más lentas que las de una batidora."
Sara Molinari
Además, es un proceso relativamente rápido. Molinari comenta que, junto a sus compañeros, fue capaz de cultivar materiales vivos a partir de bacterias en solo 24 horas. Esto, comparado al proceso de manufactura de otros materiales, es bastante rápido. Incluyendo materiales vivos como la madera, que puede tardar años en producirse.
Su transportabilidad y almacenamiento es otro punto positivo. Pueden sobrevivir en una habitación a temperatura ambiente por hasta 3 semanas, y volver a crecer cuando se encuentren en el medio adecuado.
Por último, tenemos la importancia de la sostenibilidad. Este método de producción es amigable con el medioambiente, y es capaz de crear materiales biodegradables, no tóxicos, y sencillos de descomponer.