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

Українські "КАБи" та "вирівнювачі": новітня зброя ефективно знищує військові об'єкти окупантів
Hornet: Як американський дрон за €5000 став нічним жахом російської логістики на 160 км
Провальна тактика в суді: Чому відеодокази не допомогли скасувати мобілізацію на Закарпатті
"Зайти і вийти – найнебезпечніше": Відверта розповідь воїна про будні піхоти в районі Часового Яру
Україна ставить Лукашенка перед жорстким вибором: ультиматум або економічний колапс
Від "Гойда!" до "Куди відступати?": Як російська "спецоперація" привела до внутрішнього хаосу та відчаю
Кароль Навроцький: як польський президент перетворив національні болі на власну піар-кампанію
Негода на півдні Росії: град, зливи та прорив дамби знищують врожай
Все видео

Лента новостей

Канцлер Німеччини Мерц встановив антирекорд популярності: кожен шостий громадянин задоволений його роботою
🕑 19 хвилин тому
«Маленька Україна» у Варшаві: як волонтери створюють «антидрони» з підручних матеріалів
🕑 1 годину 5 хвилин тому
Київський університет Карпенка-Карого потребує допомоги для відновлення корпусу після обстрілу
🕑 1 годину 20 хвилин тому
Посадовець на Волині підозрюється у переплаті 1,1 млн грн за харчування військових
🕑 2 години 27 хвилин тому
Чому домашні термометри показують вищу температуру, ніж прогнозують синоптики: пояснення Гідрометцентру
🕑 2 години 29 хвилин тому
Данія передасть Україні 15 тисяч далекобійних артилерійських пострілів
🕑 3 години 13 хвилин тому
Екс-начальника УКБ Одеси підозрюють у розтраті 11,4 млн грн на закупівлі житла для сиріт
🕑 3 години 22 хвилини тому
На Київщині стартував екопроєкт з переробки будівельного сміття для відбудови
🕑 3 години 33 хвилини тому
У Росії за критику війни засудили до семи років колонії опозиційного політика
🕑 4 години 18 хвилин тому
Паніка в Криму: супутник зафіксував кілометрові затори на виїзд через Керченський міст
🕑 4 години 36 хвилин тому
17 посадовців Одещини задекларували 91 млн грн заощаджень та 45 млн грн доходу за 2025 рік
🕑 4 години 40 хвилин тому
Відбір у САП: ризик для довіри через спірного члена комісії
🕑 5 годин 14 хвилин тому
Польща змінює правила захисту українців: Київ обговорив наслідки нового закону
🕑 5 годин 15 хвилин тому
Ексміністру Януковича повідомили підозру у заволодінні 5,6 млн грн гранту
🕑 5 годин 16 хвилин тому
Посол ЄС в Україні: Дипломатія — це не про уникнення правди, а про захист цінностей
🕑 5 годин 17 хвилин тому
Все новости