Исследователи из Инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете разработали новый метод, при котором искусственные микробы вырабатывают высокомолекулярный мышечный белок титин.
Речь о титине — это самый большой известный белок в природе, он состоит сразу из 244 индивидуально сложенных областей белка, соединенных неструктурированной последовательностью пептидов. Также титин — один из трех основных белковых компонентов мышечной ткани.
Производство искусственных мышечных волокон уже давно интересует исследователей. Поэтому они пытались разработать материалы, обладающие похожими мышечными свойствами. Их можно использовать, например, в мягкой робототехнике.
Авторы новой работы задумались, почему бы им не произвести нужные мышцы напрямую, только использовать для этого не животных, а микробов.
Существуют проблемы, которые мешают бактериям производить большие белки. Поэтому исследовательская группа спроектировала бактерии так, чтобы собрать более мелкие сегменты белка в полимеры со сверхвысокой молекулярной массой, размером около 2 мегадалтонов — это примерно в 50 раз больше среднего бактериального белка.
Затем они использовали подход мокрого прядения, чтобы превратить белки в волокна диаметром около десяти микрон, это примерно, как одна десятая от толщины человеческого волоса.
По итогам работы авторы проанализировали структуру этих волокон, чтобы понять, какие молекулярные механизмы дают ей такую прочность, а также способность рассеивать механическую энергию в виде тепла. Волокна получились прочнее кевлара.
Производство титина будет недорогим и его можно масштабировать. Мы можем использовать искусственные мышечные волокна вместо реальных тканей животных, например.
Фужонг Чжан, профессор кафедры энергетики, окружающей среды и химической инженерии
Авторы считают, что результаты их работы можно использовать для биомедицины, так как полученный белок почти идентичен нашей мышечной ткани. Также он биосовместим, поэтому может быть отличным материалом для наложения швов.
Читать далее
К 2100 году 95% поверхности океанов станут непригодны для жизни
Посмотрите на обновленные истребители F-15: они несут 24 ракеты класса «воздух-земля»
Космический корабль в несколько километров: все, что известно о новом проекте Китая