Biomineralizzazione e nanotecnologia La biomineralizzazione è il processo per cui gli organismi viventi producono minerali, spesso per indurire o irrigidire tessuti esistenti. I meccanismi per formare biominerali nanostrutturati con elevata precisione e numero elevato di copie sono estremamente interessanti per la nanotecnologia. Salute © Thinkstock Per comprendere i processi coinvolti nella biomineralizzazione è necessaria la cooperazione tra biologi molecolari e cellulari, chimici inorganici e chimici fisici, nonché scienziati computazionali. Il progetto BIOMINTEC, finanziato dall’UE attraverso la rete di formazione iniziale Marie Curie, si è concentrato sulla formazione di biominerali composti da carbonato di calcio o vetro di biosilice. L’obiettivo di questo network multidisciplinare era comprendere i principi base della biomineralizzazione e la loro applicazione in nanotecnologia. Per gli studi iniziali della biosilicizzazione i ricercatori hanno utilizzato come modelli le spugne marine e gli coanoflagellati unicellulari. Sono prima state identificate e caratterizzate le proteine coinvolte nella formazione della biosilice. Sono state anche analizzate le proprietà strutturali delle strisce costiere di silice dei coanoflagellati. Un ulteriore argomento di ricerca è stato lo studio di nanomateriali ibridi organici-inorganici con complesse architetture e proprietà. I ricercatori sono stati in grado di sintetizzare per la prima volta diossido di stagno cristallino nanostrutturato utilizzando silicateina, in condizioni fisiologiche temperate. Per ottenere nuovi nanomateriali gerarchici è stata utilizzata l’attività catalitica della silicateina per sintetizzare nanocomposti di ossidi di diversi metalli che imitano la struttura a strati delle spighe. I ricercatori hanno inoltre sviluppato nuove metodologie per l’uso della spettrometria di massa per l’analisi delle prime fasi della formazione della silice. Hanno dimostrato che proteine e peptidi possono essere combinati in modi molto differenti per produrre nuovi materiali e composti con composizione e forma inusuale. Alla fine i partner del network di formazione hanno costruito un database di tutte le proteine associate alla biomineralizzazione del carbonato di calcio nei metazoi. L’obiettivo didattico di questo progetto è stato raggiunto attraverso la formazione di giovani ricercatori nelle più avanzate tecniche per studiare la biomineralizzazione. Comprendere i principi della biomineralizzazione è di grande importanza per lo sviluppo di nuove strategie in nanotecnologia. L’iniziativa BIOMINTEC offrirà quindi vantaggi alle carriere future dei giovani ricercatori. Parole chiave Biomineralizzazione, nanotecnologia, biominerale, silicateina, nanomateriale, formazione della silice
