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

Брудні таємниці Єрмака: провал переговорів у Москві, викриття Мендель і нові кризи України
Акумуляторні прожектори для майстрів: порівнюємо Scangrip, Metabo, Bosch, Makita, DeWALT, Milwaukee, Einhell
Венесуела: від «земного раю» до країни нафтового прокляття
Віктор Галасюк: навіщо Трампу Венесуела — шість головних причин конфлікту
Михайло Кухар: «Спроба ліквідації ФОПів — це економічна диверсія»
Катастрофа в Індонезії: потонули 440 людей, ще понад 400 зникли безвісти (відео)
Кіноа і «криза веганів»: як суперфуд перетворили на ворога бідних, а потім спростували власний міф
Його люди всюди: що показало розслідування Bihus.Info про обшуки НАБУ, відставку Єрмака і що буде далі
Все видео

Лента новостей

У "Грозному-Сіті" мінус щонайменше 5 поверхів: фото та відео підсмаженого ділового центру
🕑 1 годину 9 хвилин тому
"Деталі нової капітуляції": у США закінчилася зустріч української та американської делегацій
🕑 1 годину 26 хвилин тому
Найвищий Місяць за 17 років: що чекає знаки Зодіаку в суперповню 5 грудня
🕑 12 годин 41 хвилину тому
Європейські лоукостери готуються повернутися на український ринок
🕑 13 годин 41 хвилину тому
Херсонська ТЕЦ зупинила роботу після масованих ударів РФ
🕑 14 годин 41 хвилину тому
Будуть летіти роями: РФ запустила шахеди з 8 локацій менше ніж за годину
🕑 15 годин 33 хвилини тому
Підрозділ ГУР "Примари" знищив російський літак МіГ-29 на аеродромі "Кача" в Криму (відео)
🕑 15 годин 41 хвилину тому
У Львові під час перевірки документів вбили військового ТЦК, він стік кров’ю
🕑 18 годин 23 хвилини тому
Росіяни убили 6-річну дівчинку в Херсоні
🕑 19 годин 41 хвилину тому
Росія створила щонайменше 165 військових таборів з мілітаризації викрадених українських дітей (фото)
🕑 21 годину 41 хвилину тому
Атака "Іскандером" по Кривому Рогу: кількість постраждалих зросла (фото)
🕑 23 години 11 хвилин тому
Окупанти вдарили дронами по Одесі: вже 7 постраждалих, вирувала пожежа (фото)
🕑 23 години 43 хвилини тому
"Лежить і стогне": в Одесі чоловік підірвав три гранати у під'їзді будинку (відео)
🕑 вчора
Українська чемпіонка світу зі стрибків у воду Софія Лискун прийняла громадянство РФ
🕑 вчора
Як обрати бездротові навушники та під’єднати їх до смартфона: поради від Foxtrot
🕑 вчора
Все новости