Ricerca guidata da Rein Ulijn, Direttore della Nanoscience Initiative del CUNY Advanced Science Research Center (ASRC) e professore di chimica all'Hunter College, ha aperto la strada allo sviluppo di polimeri in evoluzione dinamica che si formano spontaneamente adattandosi al loro ambiente, che può portare a una serie di possibilità di prodotto tra cui la consegna di farmaci, scienze dell'alimentazione e cosmesi, i cui risultati sono stati pubblicati oggi in Nanotecnologia della natura .

Permettendo a questi peptidi, stringhe di polimeri composti da amminoacidi, di riorganizzare continuamente le loro sequenze, alla fine formeranno quei polimeri che sono più adatti all'ambiente a spese di strutture meno favorite. Questo metodo, che si ispira ai principi dell'evoluzione, ha permesso al team di Ulijn di identificare una gamma di materiali a base di peptidi mai visti prima. Mentre le precedenti ricerche sulla nanotecnologia peptidica erano incentrate su scoperte casuali o su una progettazione minuziosa, il nuovo approccio consente la scoperta imparziale mediante l'autoselezione di strutture ottimizzate.

"Nella nostra ricerca per trovare materiali basati sugli elementi costitutivi della biologia, ma che sono molto più semplici, è difficile progettare razionalmente questi materiali perché ci sono moltissime possibili permutazioni che potrebbero essere esplorate, " ha detto Ulijn.

"Invece di progettare razionalmente per migliorare i materiali, abbiamo trovato un modo per evolvere autonomamente, " disse Charalampos Pappas, primo autore, ed ex ricercatore post-dottorato CUNY ASRC. "Lo raggiungiamo facendo connettere dinamicamente i componenti, riorganizzare e disconnettere, con conseguente selezione spontanea e formazione delle nanostrutture autoassemblanti più stabili."

La carta, dal titolo "Librerie peptidiche dinamiche per la scoperta di nanomateriali supramolecolari, " è una continuazione della ricerca di Ulijn sulle strutture peptidiche sintonizzabili, che hanno mostrato grandi promesse in una varietà di applicazioni commerciali. Questi includono nanosfere che possono essere biodegradabili e potrebbero essere potenzialmente utilizzate in applicazioni di somministrazione di farmaci, così come le nanofibre che formano materiali in fase gel, che può essere utilizzato in una varietà di applicazioni, compresi cosmetici o plastiche biodegradabili in grado di resistere a condizioni difficili.

Il metodo di scoperta dei peptidi basato sull'evoluzione non copre ancora l'intera gamma di funzionalità chimiche presenti nei materiali naturali ed è attualmente un processo che richiede tempo. "Questi problemi possono essere potenzialmente superati dall'automazione e dalla miniaturizzazione del processo, che è al centro della ricerca attuale, " ha detto Ulijn.