Antes da dupla hélice: como uma câmera caseira e a lã de amendoim redefiniram a arquitetura biológica

Em 1928, William Astbury assumiu o cargo de docente recém-criado em física têxtil na Universidade de Leeds, equipado com uma câmera de raios X artesanal para examinar a lã bruta. Sua posição era financiada pela Clothworkers Company de Londres, que esperava que a ciência física pudesse dar à indústria têxtil britânica uma vantagem competitiva sobre os concorrentes estrangeiros. A trajetória de Astbury até esse laboratório começara onze anos antes. Em 1917, enquanto estudava em Cambridge, ele foi convocado para o serviço militar no Royal Army Medical Corps, onde teve seu primeiro contato com equipamentos de raios X. Após a Primeira Guerra Mundial, ele ingressou no grupo de pesquisa do físico William Henry Bragg em Londres, em 1919, aprendendo como os raios X espalhados mapeavam as redes atômicas dos cristais.

Dos hospitais de campanha à rede molecular

Quando Astbury chegou a Leeds, as fibras de lã pareciam um tema pouco glamoroso em comparação com os cristais inorgânicos puros analisados anteriormente no grupo de Bragg. No entanto, a mecânica fundamental da matéria biológica permanecia completamente não mapeada. A principal restrição enfrentada pelos cientistas têxteis era entender por que a lã exibia uma elasticidade e retenção de água tão notáveis em comparação com outras fibras industriais. Astbury percebeu que os métodos físicos poderiam expor a engrenagem subjacente da matéria viva.

Por dentro da lacraia de queratina

Usando sua câmera artesanal personalizada para capturar como os raios X passavam por fibras de lã insolúveis, Astbury produziu imagens de difração de queratina. Os padrões resultantes revelaram que a proteína estrutural era composta por cadeias repetidas de aminoácidos que podiam adotar tanto uma forma elongada quanto uma compactada. Astbury comparou a cadeia flexível a uma lacraia molecular. Ao demonstrar que as moléculas de proteína podiam se esticar e se contrair alterando suas formas físicas, ele mostrou que a funcionalidade biológica estava diretamente ligada à geometria molecular tridimensional.

As primeiras radiografias do DNA

Astbury logo ampliou sua investigação para além da lã, passando a examinar outros polímeros biológicos. Em 1938, sua aluna de doutorado Florence Bell aplicou essas mesmas técnicas de difração de raios X ao ácido timonucleico, a substância mais tarde conhecida como DNA. Suas imagens de difração revelaram que o ácido nucleico possuía uma estrutura regular e ordenada. No entanto, essa linha de investigação foi interrompida abruptamente quando Bell foi convocada para o serviço militar em 1941, ficando impossibilitada de continuar suas pesquisas no laboratório. Os trabalhos sobre o DNA continuaram de forma intermitente sob a liderança de Astbury; em 1951, Elwyn Beighton, membro do laboratório, capturou fotografias claras de difração de raios X de fibras de DNA que se assemelhavam fortemente à famosa Foto 51, tirada dois anos depois.

O sobretudo feito de amendoim

Para demonstrar que as cadeias de proteínas podiam ser dobradas intencionalmente em novos materiais, Astbury promoveu um têxtil sintético chamado Ardil. Desenvolvido com colaboradores do Imperial College e fabricado em uma fábrica-piloto da Imperial Chemical Industries (ICI) em Ardeer, na Escócia, o Ardil foi criado dobrando quimicamente proteínas de amendoim em fibras insolúveis. Astbury demonstrou publicamente o material vestindo um sobretudo confeccionado inteiramente com o têxtil derivado de amendoim. Embora a ICI posicionasse o Ardil como uma alternativa barata à lã, a queda nos preços da lã e as dificuldades para garantir um suprimento constante de amendoim forçaram a empresa a encerrar a produção em 1957.

Ilustração editorial gerada por IA; não é uma fotografia documental.

Fonte: William Astbury