Открыты белки, которые позволят создать биоэлектронные импланты

Команда профессора Мехмета Сарикайи искала тип пептидов, которые могут взаимодействовать с такими материалами, как золото, титан, а также с минералами, содержащимися с зубах и костях. Подобные белки могли бы стать будущим фундаментом для появления биомедицинских и электро-оптических приборов. В идеале пептид должен еще и менять физические свойства синтетических материалов и сам реагировать на эти изменения. Таким образом, белок передавал бы информацию от синтетического материала к биомолекулам и стал бы «мостом» между биологией и технологией.

В центре генетически модифицированных материалов университета Вашингтона в Сиэтле был открыт пептид GrBP5, который продемонстрировал взаимодействие с полуметаллическим графеном. За небольшое количество мутаций он изменил электропроводимость графеновой структуры — первый шаг к передаче электронной информации от графена к клеткам.

Ученые показали, как генетически измененные пептиды формируют нанопроволоку поверх двухмерных твердых материалов толщиной в один атом. Такая сборка нанопроволоки очень важна, поскольку пептиды транслируют информацию через био- или наноинтерфейс посредством молекулярного распознавания — тот же принцип лежит в основе биохимических взаимодействий, к примеру, когда антитело присоединяется к особому антигену или белок к ДНК.

Поскольку коммуникация двухсторонняя — пептиды понимают язык технологий, и наоборот, это позволяет создавать биоэлектронные интерфейсы, пишет EurekAlert.

«Сейчас мы, в некотором роде, у шлюза плотины, — говорит профессор Сарикайя. — Теперь нам нужно понять основные свойства этого моста и как его модифицировать, чтобы позволить потоку информации течь от электронных и фотонных устройств к биологическим системам».

Импланты, изготовленные из графена, обладают большим потенциалом, считают ученые. В будущем из этого материала будут изготавливать вживленные сенсоры, камеры и другие биомедицинские аппараты. Другой подход к изоляции графеновых имплантов разрабатывают ученые МТИ и Университета Цинхуа. Они разработали многослойную конструкцию, в которой между мембраной клетки и графеном располагается слой воды.