Si alguna vez te has preguntado cómo podemos aprovechar mejor los recursos que nos da la naturaleza, yo te diré que la mejor manera es imitándola. Los inventos más innovadores que han surgido en toda la historia de la humanidad, tienen como base, formas o funciones que encontramos en el medio ambiente. Por ejemplo, muchos de los inventos de Leonardo da Vinci estuvieron inspirados en acciones como el aleteo de las aves al momento de su vuelo. De acuerdo al científico, arquitecto, pintor y filósofo italiano “Nunca se encontrará invento más bello, más sencillo o más económico que los de la naturaleza, pues en sus inventos nada falta y nada es superfluo”.
Hoy día, gracias a los avances en la ciencia y tecnología, es posible identificar las características particulares de organismos y materiales. Por ejemplo, conocer qué genes son los responsables de la resistencia de una planta ante una sequía, o qué proteínas u otros polímeros integran la formación de materiales como la concha nácar para la formación de perlas en ostras.
Spiber, detrás de la fabricación de materiales de telaraña
Antes era casi imposible imaginar que pudiéramos aprovechar un biomaterial como la telaraña para su aplicación en la industria automotriz y textil. Pero el día de hoy, la empresa japonesa Spiber hace uso de la más sofisticada tecnología para fabricar tela de araña en un biorreactor. Modificando las secuencias de ADN que codifican para las proteínas de la telaraña, han logrado producir variedades ilimitadas de materiales con una gran versatilidad.
Proceso de producción de la telaraña
La empresa formada en 2007 ha invertido años en investigación e innovación. Su proceso consta de 5 pasos principales que son 1) Diseño molecular; 2) Síntesis de genes; 3) Fermentación por microorganismos; 4) Procesamiento y 5) Prototipado.
El proceso comienza con la bioinformática, la cual se encarga de analizar la secuencia de los genes y de aminoácidos. Esto les asegura tener el diseño de una proteína con características muy específicas como resistencia a la tracción, elasticidad, tolerancia al calor, etc, y que les asegure rendimientos altos en su producción. La síntesis de genes, el siguiente paso en el proceso, requiere de tecnologías distintas a las ofrecidas por el mercado. Esto debido a que la naturaleza de la secuencia de los genes que trabajan complica el procedimiento. Para eso, desarrollaron su propia metodología, capaz de sintetizar cualquier secuencia, por muy complicada que sea, en un periodo de tres días. Al día de hoy, han sintetizado más de 1000 variedades de genes distintas, según las características que buscan en sus proteínas.
Una vez que han seleccionado un gen candidato, optimizado en cuanto a funcionalidad y productividad, es introducido en su propio sistema de expresión de proteínas. Su proceso de producción les permite modificar los parámetros de fermentación y purificación rápidamente. Esto acelera el proceso de encontrar las condiciones más optimas para obtener el mejor rendimiento. Una vez que se identifica una proteína prometedora, escalan la producción para obtenerla de manera masiva. Ya completada la producción, la fibroina es purificada y procesada para crear fibras, películas, esponjas, resinas, y otro tipo de materiales. Posteriormente se analizan las propiedades de estos nuevos materiales y se comparan contra materiales previamente sintetizados. Este proceso les permite jugar con las secuencias de ADN en busca de la mejor estructura para la síntesis de proteínas. Una vez procesado el material, este se emplea para crear prototipos tanto textiles como compuestos.
Fabricación de materiales basados en proteínas para la industria
Los principales mercados a los que están dirigidas estas proteínas son, de manera inicial, la industria textil y automotriz. Dos de los mercados más grandes, pues se estima que el primero alcanza anualmente los 2 trillones de dólares, mientras el segundo, los 2.5. Alcanzar estos mercados les asegura un impacto inmensurable una vez que su tecnología sea ampliamente aceptada. Además, sus proteínas pueden tener altos impactos en otras industrias tales como la medicina, la construcción, los deportes, la aeroespacial, entre otras.
Su prototipo
Actualmente, Spiber ha creado numerosas pruebas como parte de su búsqueda de la combinación de materiales perfecta. Pero hay un prototipo en particular que sobre sale del resto, el MOON PARKATM. Este prototipo es una prenda diseñada para el aire libre, que después de 4 años de desarrollo vio la luz finalmente en 2015.
En armonía con el medio ambiente
Spiber busca que sus materiales basados en proteínas impacten de manera positiva al mundo, disminuyendo significativamente su huella de carbono. Así como el metal, el vidrio y otros materiales derivados del petróleo, los cuales han conseguido desarrollar un enorme progreso en la sociedad, hoy día las proteínas tienen ese potencial. Todo comienza con la telaraña, la cual es 340 veces más resistente que el acero. Los materiales basados en proteínas son amigables con el medio ambiente, altamente personalizables y tienen una increíble funcionalidad. ¿Será esta empresa la primera en crear la telaraña de Spiderman? Seguramente muchos ansían esta oportunidad.
No cabe duda que la industria biotecnológica impacta en cualquier sector de nuestras vidas. El aprovechamiento de los recursos y el estudio de la naturaleza, pueden llevarnos a desarrollar productos que incluso hoy no imaginamos. Sin embargo, para ello se requieren de años de investigación, siempre teniendo en mente un objetivo y cuidando del medio ambiente en el trayecto. Debemos promover la participación de distintos sectores como el gobierno, la iniciativa privada y la sociedad, para encaminar nuestros esfuerzos en la solución de problemas en común.
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