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

ГУР показало відео вуличних боїв у Вовчанську (відео)
Нападник на Фіцо пояснив свої мотиви (відео)
Ролик про військового ЗСУ, який "відправив всю свою сім'ю на війну", зняли в РФ (відео)
Окупанти взяли в полон цивільних жителів Вовчанська (відео)
У Санкт-Петербурзі виникла масштабна пожежа (відео)
У Броварах затримали кримінального авторитета, який плював та погрожував зброєю поліцейським (відео 18+)
В російському Бєлгороді сталися вибухи та пожежі (відео, фото)
У Києві врятували чоловіка, якому притиснуло голову автомобілем (відео)
Все видео

Лента новостей

У Києві демонтували "храм-МАФ" біля Десятинної церкви (фото)
🕑 5 годин 11 хвилин тому
Герой-прикордонник відкрив матч фіналу Кубку України з футболу (відео)
🕑 8 годин 11 хвилин тому
Энтоні Блінкену показали в Україні виробництво FPV-дронів (фото)
🕑 17 годин 11 хвилин тому
Оригинальная игра Counter-Strike вышла в 1999 году как модификация для игры Half-Life
🕑 19 годин 4 хвилини тому
Де найкраще слідкувати за біржами криптовалют
🕑 19 годин 8 хвилин тому
Усик провів відкрите тренування перед історичним боєм (відео, фото)
🕑 20 годин 11 хвилин тому
У Києві п'яний водій протаранив відбійник (відео)
🕑 23 години 11 хвилин тому
У Києві студент обікрав скриньку для збору грошей на ЗСУ (фото)
🕑 вчора
У Харкові група верхолазів ліквідувала наслідки обстрілів (відео)
🕑 вчора
Стартував ветеранський Велопробіг-2024 Ужгород-Київ (фото)
🕑 вчора
Поліція відкрила кримінальну справу через погрози журналісту УП Ткачу
🕑 вчора
Начало работы с BetMatch: ваш путь от регистрации до входа в систему
🕑 вчора
Роман Вікторович Терещенко: боротьба з відмиванням коштів - стратегія та роль процедур KYC
🕑 вчора
Фіцо після замаху перебуває в небезпечному для життя стані
🕑 вчора
Кримінальному авторитету з Броварів відмінили можливість внесення застави (відео)
🕑 вчора
Все новости