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

В Україні відбулися перші зимові перегони бойових роботів: результати та перспективи НРК
Мільярди повз бюджет: на митниці викрили масштабні схеми з імпортом авто
Український «єдиноріг» у сфері DefenseTech: стартап UFORCE досяг капіталізації в $1 млрд
Японія готує збройову революцію: як нова експортна стратегія Токіо допоможе Україні
Вбивство за доступ до криптогаманця: син українського банкіра позбавив життя батька заради 250 тисяч євро
Ультиматум Мерца в Пекіні: Німеччина вимагає від Китаю змінити правила гри
Вбивство Андрія Портнова: у Німеччині затримали підозрюваного з «донецьким» минулим
Родичі Міндіча ЛІТАЛИ ДО МОСКВИ під час війни. Усіх знайшли на одному РЕЙСІ.Діаманти досі ЙДУТЬ в РФ
Все видео

Лента новостей

Чому термодерево стає головним трендом у сучасному будівництві та оздобленні
🕑 56 хвилин тому
Що таке «діамантова» фільтрація та навіщо горілці витримка
🕑 3 години 59 хвилин тому
Цифрова дофамінова пастка: чому ігри на удачу стали частиною сучасного стрес-менеджменту
🕑 5 годин 53 хвилини тому
Кремль готується до масштабних репресій в РФ, вивчивши досвід Китаю й Ірану
🕑 21 годину 38 хвилин тому
Київ збирається відбити весняний наступ Росії за допомогою нових можливостей, – Reuters
🕑 22 години 39 хвилин тому
Іранські ракети долетять і до Європи: посол Ізраїлю пояснив мету війни в регіоні
🕑 22 години 45 хвилин тому
Води залишилося на два тижні". Російські війська зруйнували греблю на Сіверському Дінці
🕑 22 години 53 хвилини тому
Микрокредитование в DeFi для развивающихся стран
🕑 вчора
Как изменилась культура потребления пиццы в Киеве: от классики до доставки
🕑 позавчора
Велосипедный свет: как выбрать передний и задний фонарь, чтобы вас было видно в любую погоду
🕑 позавчора
Получение гражданства Словакии – как стать полноправным жителем Европейского Союза
🕑 позавчора
Стратегія ставок на спорт яку обирають досвідчені бетори
🕑 3 дні тому
Як вибрати надійну платформу для консультацій з психологами
🕑 3 дні тому
Cтавки на спорт без ошибок на Паривин
🕑 3 дні тому
Епіфаній розкрив останнє пророцтво патріарха Філарета, яке вже справдилося
🕑 3 дні тому
Все новости