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

Плівки Міндіча: як Банкова та СБУ намагалися врятувати «бек-офіс» від розслідувань НАБУ
Крах російської економіки в глибинці: чому офіційна статистика Росстату є фікцією
Анігіляція «Ахмату» на Сумщині: ГУР розкрило деталі унікальної спецоперації за участю агента-перебіжчика
Сбербанк б’є на сполох: росіяни масово забирають вклади, а нафтопереробка обвалилася до мінімуму
Замороження переговорів з Ліваном та нічні бої в Тегерані: головне з огляду Григорія Тамара
«Мазутний корок» та технологічний параліч: як удари по НПЗ руйнують економіку РФ
Політичний бек-офіс на Грушевського: оприлюднено «плівки Міндіча» про кадрові ігри та «Проєкт 23»
«На Росію ніхто не нападав»: російський пропагандист Боронець у прямому ефірі спростував брехню Путіна
Все видео

Лента новостей

Ізраїль збудував таємну військову базу в іракській пустелі
🕑 16 годин 22 хвилини тому
Від колонії до війська: скільки жінок-ув’язнених мобілізувалися до лав ЗСУ
🕑 18 годин 22 хвилини тому
У Туреччині презентували український комплекс для евакуації поранених під вогнем (фото)
🕑 19 годин 52 хвилини тому
Путін намагається зірвати рекордний обмін полоненими, - джерела
🕑 21 годину 22 хвилини тому
В Іспанії оголошено карантин через хантавірус
🕑 22 години 52 хвилини тому
У ВООЗ запевнили мешканців Канарських островів, що хантавірус - це не черговий COVID
🕑 вчора
Приставив до шиї ніж: у Львові чоловік побачив військових ТЦК і взяв в заручниці 13-річну дівчинку (фото)
🕑 вчора
Людина, яка не відвела погляд: 10 травня — день народження Мацієвського, вбитого за слова "Слава Україні!" (відео)
🕑 вчора
У Харкові під час перемир'я дрон влучив у 9-поверхівку (фото, відео)
🕑 вчора
Біля Чорнобиля поширилася масштабна пожежа, найскладніша ситуація на березі Прип’яті
🕑 вчора
Парадом у Москві керував авдіївський м’ясник Мордвічев, який знищував Маріуполь (фото)
🕑 вчора
Вдруге за два дні: у Каспійську пролунали вітальні салюти в районі порту, є ураження (відео)
🕑 вчора
РФ з дронів скидає листівки воїнам ЗСУ і закликає здатись у пам’ять про дідів, ми їх запросили до Кобзона (відео)
🕑 вчора
По Червоній площі промарширували вбивці та мародери, військові КНДР, а в Читі - жінки окупантів "СВО" (відео)
🕑 позавчора
На Чернігівщині дрон вбив батька та сина (фото)
🕑 позавчора
Все новости