«Estos son gusanos muy desagradables en el sentido de que son malhumorados y se dejan provocar fácilmente», dijo Herbert Waite, bioquímico de la Universidad de California en Santa Bárbara, Estados Unidos. «Cuando se encuentran con otro gusano, suelen luchar utilizando sus mandíbulas de cobre como armas».

En un nuevo estudio, que ha sido publicado recientemente en la revista Matter, un grupo de investigadores estudió cómo la especie de lombriz Glycera dibranchiata sintetiza el cobre, que recoge de los sedimentos del fondo del mar, para formar su mandíbula, que constituye alrededor del 10 % de su estructura general.

Anteriormente se había observado que la combinación de cobre y melanina en las mandíbulas de los gusanos de sangre confiere a los colmillos una considerable resistencia a la abrasión, lo que ayuda a que los dientes duren hasta unos cinco años de vida del animal.

En la nueva investigación, el equipo diseccionó gusanos de sangre, analizó el tejido de la mandíbula y estudió células cultivadas in vitro, identificando una proteína estructural que ayuda a que estos diferentes componentes químicos se unan con tanto éxito. La proteína que se ha encontrado se llama proteína multitarea (MTP) y es tan eficaz que podría ayudar a crear nuevos procesos de fabricación de materiales, sugieren los investigadores.

Los investigadores afirman que este proceso natural permite a los gusanos sintetizar fácilmente un material que normalmente requeriría un gran esfuerzo para fabricarlo en un laboratorio. «Nunca esperamos que una proteína con una composición tan simple, es decir, mayoritariamente glicina e histidina, realizara tantas funciones y actividades no relacionadas», dice Waite, que es el autor principal del estudio. «Estos materiales podrían dar señales de cómo fabricar e ingeniar mejores materiales de consumo».

Según los investigadores, la MTP desempeña numerosas funciones químicas en el proceso de producción de la mandíbula. Entre ellas está la de unir el cobre (que el gusano de sangre obtiene de los sedimentos marinos), catalizar la formación de melanina y actuar como organizadora y fabricante, ensamblando la mezcla resultante de proteínas, cobre y melanina que componen las mandíbulas del animal.

Se trata de un truco formidable, dicen los investigadores, que requeriría mucho trabajo y un equipo diferente para reproducirlo en un laboratorio utilizando equipos convencionales. Sin embargo, si se logra averiguar cómo reproducirlo, aprovechando de algún modo la MTP natural o imitando funcionalidades químicas similares, podría ser un gran paso adelante en la ciencia de los materiales.

«Las actividades concertadas de la MTP en la construcción de la arquitectura de la mandíbula de Glycera presentan una oportunidad convincente para repensar el diseño de las tecnologías de procesamiento necesarias para los materiales poliméricos compuestos y mezclados de alto rendimiento y sostenibles», escriben los investigadores en su artículo. «La combinación de la simplicidad química y la versatilidad funcional del MTP encierra un enorme potencial para el procesamiento de materiales bioinspirados y naturales», dicen los científicos.

Referencia: Wonderly, W. 2022. A multi-tasking polypeptide from bloodworm jaws: Catalyst, template, and copolymer in film formation. Matter. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.04.001