Ученые создали искусственные мышцы из натуральных белков

05.02.2022 в 17:30 | Наталья Ткачук, джерело: «Фокус»

Группе исследователей из Фрайбургского университета удалось разработать искусственные мышцы, которые используют естественные процессы в организме, передает FaceNews.ua. Команда под руководством Стивена Шиллера продемонстрировала автономную сгибающуюся мышцу, которая движется, потребляя химическое топливо, подобно аналогам у людей или у животных, сообщает Advanced Science News.

Сжатие материала можно контролировать с помощью изменения кислотности среды и температуры.

Наша искусственная мышца все еще является прототипом. Однако высокая биосовместимость материала и возможность корректировки его состава для соответствия конкретным тканям и технологическим применениям могут проложить путь для будущих применений в реконструктивной медицине, протезировании, фармацевтике или мягкой робототехнике, — рассказывает Стивен Шиллер.

В прошлом ученые применяли натуральные белки для создания искусственных мышечных систем, встраивая их в крошечные молекулярные машины или полимеры. Однако им не удавалось разработать полностью биологические синтетические мышцы.

Натуральный белок, используемый командой из Фрайбурга, основан на природном волокнистом белке, называемом эластином. Исследователи разработали два синтетических эластиноподобных белка, один из которых реагирует на колебания кислотности среды, а другой — на изменения температуры.

Ученые объединили два белка с помощью фотохимического перекрестного связывания, чтобы сформировать слоистый материал, которому можно легко придать форму, чтобы задать направление его движения. Затем им удалось вызвать ритмичные сокращения с помощью химического источника топлива, сульфита натрия. В колебательной химической реакции, в которой кислотность меняется циклами из-за особой связи нескольких реакций, добавленная энергия превращалась в механическую энергию.

Таким образом, исследователи заставили материал циклически сокращаться автономно. Они также могли включать и выключать сокращения с помощью изменения температуры. При этом можно было запрограммировать определенные состояния материала, и снова сбросить их с помощью другого стимула. Таким образом, ученые создали простую систему реализации "заучивания и забывания" на материальном уровне.

Поскольку он получен из встречающегося в природе белка эластина и производится с помощью биотехнологических средств, наш материал отличается высокой устойчивостью, которая также актуальна для технических применений, — поясняет Шиллер.

В будущем материал может быть доработан для реагирования на другие раздражители, такие как электричество, концентрация соли в окружающей среде, и для потребления других источников энергии, например, полученной из биомассы. Мы находимся в состоянии, когда мы можем разрабатывать концепции белкового материала, имитирующие сложные биологические функции, даже в отношении памяти и обучения, — подвел итог Шиллер.

В будущем ученые предполагают создавать белковые материалы, которые используют АТФ, "валюту", которой обмениваются клетки, чтобы использовать новые подходы в биомедицинских приложениях, таких как регенерация тканей и новое поколение нанотехнологических роботов для доставки лекарств в человеческие органы.

Читайте FaceNews в Google Новости

Популярные видео на YouTUBE

Як у Китаї готують ґрунт для поглинання московитських територій
Скарб у надрах Землі: чому світ почав полювання на білий водень
НАБУ вийшло на слід «двушки в Москву» Міндіча: слідство розглядає ознаки державної зради
«Брудний секрет» цифрового світу: автор YouTube-каналу заявив, що індустрія дорослого контенту прискорила розвиток VHS, онлайн-платежів і комп’ютерного зору
Вашингтон змінює правила місячних перегонів: NASA обере того, хто першим підготує посадковий модуль — SpaceX Маска чи Blue Origin Безоса
Гонка за штучний інтелект: чому битва точиться не лише за чіпи, а й за електрику та дата-центри
Китай нарощує запаси нафти на тлі падіння світових цін: що це означає для ринку
Пляжний теніс: 25 фактів, які змінять ваше уявлення про цей вид спорту
Все видео

Лента новостей

Росія вже підготувала до атаки від 2000 шахедів: стало відомо, коли будуть запускати по Україні
🕑 12 годин 55 хвилин тому
Киянин виростив яблуко у 1,28 кг, обхватом в 50 см і встановив рекорд України: фото гіганта
🕑 13 годин 23 хвилини тому
У Сан-Франциско стався масштабний блекаут (відео)
🕑 14 годин 1 хвилину тому
Запаси соняшникової олії женевської компанії розбомбили на Одещині, дорогами течуть річки олії (відео)
🕑 16 годин 35 хвилин тому
Журналісти знайшли Міндіча в Ізраїлі, з’явилось фото
🕑 17 годин 20 хвилин тому
Ядерна Японія? Заява радника прем’єра сколихнула Азію
🕑 19 годин 45 хвилин тому
Росіяни зайшли у Грабовське на кордоні та викрали понад 50 цивільних
🕑 вчора
Авіаатака на Ізюм: загинуло подружжя, у місті значні руйнування (відео)
🕑 вчора
Буданов розкрив плани Росії на країни Балтії та Польщу
🕑 вчора
Другий день поспіль: у Туреччині знову впав російський розвідувальний дрон
🕑 вчора
Українські розвідники вивели з ладу магістральний газопровід у Росії
🕑 вчора
"А бил лі мальчік?": вже кажуть, що Зеленському не дарували "Документи Волинських злочинів" (фото)
🕑 вчора
Понад 10 ударів по мосту в Маяках за добу: Україна й Молдова готують об'їзні маршрути (відео)
🕑 вчора
У порту "Південний" на Одещині горять резервуари, висота заграви 200 м​етрів, загиблих більшає (відео)
🕑 вчора
СБУ уразила третю нафтовидобувну платформу РФ у Каспійському морі (фото)
🕑 позавчора
Все новости