Distribuição irregular de proteína permite que a membrana seja rígida para proteger o filhote em formação, mas fique mais maleável para que ele ecloda.
A natureza intriga o homem pela diversidade e pela complexidade de formas e mecanismos ligados à sobrevivência de plantas e bichos. Uma equipa do Canadá decidiu estudar um desses processos inusitados: a formação da casca do ovo das galinhas. Eles identificaram que a estrutura que permite o desenvolvimento dos filhotes é formada por meio de uma intrincada distribuição de proteínas, capaz de proteger e, ao mesmo tempo, facilitar a saída das pequenas aves. Os achados foram publicados na última edição da revista Science Advances e podem ajudar no melhoramento da produção de alimentos para o consumo humano.
Por milhões de anos, as aves se beneficiaram da evolução para criar a casca de ovo perfeita. Essa estrutura tem diversas funções, incluindo proteção e nutrição — é fonte de cálcio para o esqueleto do pintainho embrionário. Sua consistência, porém, tem que atender a diferentes objetivos. Ela precisa facilitar a eclosão dos filhotes, mas não pode ser fraca o suficiente para não resistir a fraturas até o nascimento deles.
“As cascas de ovo são notoriamente difíceis de estudar por meios tradicionais porque elas partem-se com facilmente quando tentamos tirar uma ‘fatia’ fina para criar uma imagem por microscopia eletrónica”, conta ao Correio Marc McKee, professor do Departamento de Anatomia e Biologia Celular da Universidade McGill, no Canadá, e um dos autores estudo. Ele e os colegas conseguiram superar o desafio com a ajuda de tecnologias mais apuradas. “Graças a um novo sistema de análise por feixe de íons concentrados, conseguimos cortar uma amostra com espessura necessária e observar, com precisão, a imagem do interior da casca.”
Os investigadores descobriram que um fator determinante da força da casca é a osteopontina, uma proteína também encontrada em materiais biológicos compostos, como os ossos. Por meio de imagens de microscopia de força atómica sistemática, a equipa analisou três camadas da casca de ovo de galinha — a vertical de cristal (VCL), a de paliçadas (PL) e a mamilar (ML). Os resultados mostraram que a quantidade de osteopontina variou ao longo das camadas, sendo mais abundante na VCL e na PL, as mais externas.
Num outro teste envolvendo versões sintéticas de cristais minerais encontrados na casca do ovo, os autores examinaram o controlo de nanoestrutura da osteopontina. Com base nas observações laboratoriais, concluíram que concentrações mais altas da proteína levam a um tamanho menor de nanoestrutura (e maior rigidez), o que sugere que a quantidade de osteopontina é criticamente importante no controlo da resistência da casca de ovo de aves.
Para a equipa, os resultados podem contribuir na condução de projetos de nanomateriais funcionais. Por exemplo, o desenvolvimento de embalagens que protejam melhor um produto, mas não sejam tão rígidas. Também poderão ajudar na geração de ovos para o consumo humano mais resistentes, diminuindo o risco de intoxicação por salmonela, por exemplo. “De 10% a 20% dos ovos de galinha partem ou racham, o que aumenta o risco de envenenamento por salmonela. Ter uma casca de ovo forte e resistente evitará o acesso desses patógenos ao óvulo”, diz McKee. “Por isso, entender como a nanoestrutura mineral contribui para a força da casca permitirá a seleção de características genéticas em galinhas poedeiras para produzir ovos consistentemente mais fortes para maior segurança alimentar.”
Helenice Mazuco, zootecnista e pesquisadora da Embrapa Suínos e Aves, em Santa Catarina, destaca que o alvo de estudo dos canadenses é um tema que sempre despertou curiosidade entre cientistas. “É algo que nós sempre tentamos entender melhor, a resistência que permite que o animal seja desenvolvido, mas que se modifica para a hora do nascimento. É algo que sempre se quis copiar na área científica”, diz.
Mazuco também acredita que os maiores ganhos do trabalho devem ser para a área industrial. “Caso essa estrutura possa ser explorada mais a fundo, essas informações podem ajudar em diversos conceitos de design na área de produção”, explica. Quanto à área alimentar, ela pondera com relação a limitações legais. “É importante destacar que a área de partículas de nanoescala ainda é muito nova, não temos uma regularização. Por isso, ainda é necessário saber se essas modificações podem ser feitas. Não sabemos se isso faz bem ou mal ao ser humano, são dados que precisam ser explorados mais a fundo.”
Fonte: Correio Braziliense 05-04-2018
Por milhões de anos, as aves se beneficiaram da evolução para criar a casca de ovo perfeita. Essa estrutura tem diversas funções, incluindo proteção e nutrição — é fonte de cálcio para o esqueleto do pintainho embrionário. Sua consistência, porém, tem que atender a diferentes objetivos. Ela precisa facilitar a eclosão dos filhotes, mas não pode ser fraca o suficiente para não resistir a fraturas até o nascimento deles.
“As cascas de ovo são notoriamente difíceis de estudar por meios tradicionais porque elas partem-se com facilmente quando tentamos tirar uma ‘fatia’ fina para criar uma imagem por microscopia eletrónica”, conta ao Correio Marc McKee, professor do Departamento de Anatomia e Biologia Celular da Universidade McGill, no Canadá, e um dos autores estudo. Ele e os colegas conseguiram superar o desafio com a ajuda de tecnologias mais apuradas. “Graças a um novo sistema de análise por feixe de íons concentrados, conseguimos cortar uma amostra com espessura necessária e observar, com precisão, a imagem do interior da casca.”
Os investigadores descobriram que um fator determinante da força da casca é a osteopontina, uma proteína também encontrada em materiais biológicos compostos, como os ossos. Por meio de imagens de microscopia de força atómica sistemática, a equipa analisou três camadas da casca de ovo de galinha — a vertical de cristal (VCL), a de paliçadas (PL) e a mamilar (ML). Os resultados mostraram que a quantidade de osteopontina variou ao longo das camadas, sendo mais abundante na VCL e na PL, as mais externas.
Num outro teste envolvendo versões sintéticas de cristais minerais encontrados na casca do ovo, os autores examinaram o controlo de nanoestrutura da osteopontina. Com base nas observações laboratoriais, concluíram que concentrações mais altas da proteína levam a um tamanho menor de nanoestrutura (e maior rigidez), o que sugere que a quantidade de osteopontina é criticamente importante no controlo da resistência da casca de ovo de aves.
Aplicações
Para a equipa, os resultados podem contribuir na condução de projetos de nanomateriais funcionais. Por exemplo, o desenvolvimento de embalagens que protejam melhor um produto, mas não sejam tão rígidas. Também poderão ajudar na geração de ovos para o consumo humano mais resistentes, diminuindo o risco de intoxicação por salmonela, por exemplo. “De 10% a 20% dos ovos de galinha partem ou racham, o que aumenta o risco de envenenamento por salmonela. Ter uma casca de ovo forte e resistente evitará o acesso desses patógenos ao óvulo”, diz McKee. “Por isso, entender como a nanoestrutura mineral contribui para a força da casca permitirá a seleção de características genéticas em galinhas poedeiras para produzir ovos consistentemente mais fortes para maior segurança alimentar.”
Helenice Mazuco, zootecnista e pesquisadora da Embrapa Suínos e Aves, em Santa Catarina, destaca que o alvo de estudo dos canadenses é um tema que sempre despertou curiosidade entre cientistas. “É algo que nós sempre tentamos entender melhor, a resistência que permite que o animal seja desenvolvido, mas que se modifica para a hora do nascimento. É algo que sempre se quis copiar na área científica”, diz.
Mazuco também acredita que os maiores ganhos do trabalho devem ser para a área industrial. “Caso essa estrutura possa ser explorada mais a fundo, essas informações podem ajudar em diversos conceitos de design na área de produção”, explica. Quanto à área alimentar, ela pondera com relação a limitações legais. “É importante destacar que a área de partículas de nanoescala ainda é muito nova, não temos uma regularização. Por isso, ainda é necessário saber se essas modificações podem ser feitas. Não sabemos se isso faz bem ou mal ao ser humano, são dados que precisam ser explorados mais a fundo.”
Fonte: Correio Braziliense 05-04-2018
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