Uma equipe de pesquisa conjunta do Instituto de Ciência de Tóquio, Japão, e da Universidade de Basileia, Suíça, avançou no campo das membranas artificiais. Eles conseguiram controlar de forma dinâmica o comportamento de membranas artificiais por meio de reações químicas catalíticas, permitindo que estas simulassem mudanças físicas de membranas biológicas naturais. Os resultados foram publicados no Journal of the American Chemical Society, oferecendo um novo método para a tecnologia de células sintéticas.

O grupo de pesquisa projetou uma metalenzima artificial composta por cadeias de proteínas estrepavidina e catalisadores metálicos sintéticos. Essa enzima, fixada na superfície de membranas lipídicas, é capaz de catalisar reações de decomposição cíclica, liberando ácidos graxos livres que alteram as propriedades estruturais da membrana. O professor Kazushi Kanehara, líder do estudo, afirmou: “É como dar à membrana sintética a capacidade de respirar e reagir. Controlando as reações químicas na superfície da membrana, podemos fazer com que ela se reorganize como uma célula viva.” Essa estratégia de regulação catalítica conseguiu, pela primeira vez, programar o comportamento físico dinâmico de membranas artificiais por métodos químicos.

Simulações moleculares revelaram o mecanismo da reação: os ácidos graxos liberados pelo catalisador inserem-se na superfície da membrana, modificando sua rigidez e curvatura, o que eventualmente provoca mudanças visíveis como desaparecimento de regiões de separação de fases e divisão da membrana. A realização desse comportamento semelhante ao da vida depende de regulação catalítica precisa, estabelecendo bases para o desenvolvimento de materiais inteligentes capazes de perceber e responder a sinais ambientais. O estudo demonstra um novo caminho para simular comportamentos semelhantes aos da vida por métodos químicos, oferecendo referência para terapias inovadoras e design de materiais avançados.