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

Вихід за межі продуктивності: як знайти радість та сенс у сучасному світі
Комета знищила давнє поселення: нові докази катастрофи 12,800 років тому
Джессіка Малаті Рівера: Як наука та лідерство поєднуються в часи інформаційної війни
Hermes Agent: Як підключити десктопну версію до віддаленого сервера для ефективної роботи
Федоров: від технократа до мішені Банкової. Аналіз політичного шляху міністра
Чому Угорщина продовжує ворожу політику щодо України: аналіз причин
Таїсія Хвостова: Про розлучення, втрату близьких та війну у рідному місті
Росія модернізувала повітряні мішені у ударні дрони: чим небезпечний «Дань-М»
Все видео

Лента новостей

Сили оборони України завдали ударів по командних пунктах БпЛА та складах росіян
🕑 6 годин 53 хвилини тому
Банкір з Лондона відновлює вікна в українських містах, що постраждали від обстрілів
🕑 7 годин 49 хвилин тому
Рух поїздів у Києві не зупинявся: вокзали неушкоджені, можливі затримки
🕑 7 годин 52 хвилини тому
Скандинавська та слов’янська лірика прозвучить у «Шоколадному будинку» у Києві
🕑 7 годин 54 хвилини тому
Операція «Кримський рубильник off»: За 2,5 місяці уражено понад 400 енерговузлів в Україні та РФ
🕑 7 годин 54 хвилини тому
Агенція оборонних закупівель Міноборони найняла фірму екс-підлеглої Єрмака за 1 млн грн
🕑 7 годин 55 хвилин тому
Китай будує новий атомний підводний човен Type 095: нові знімки з верфі
🕑 11 годин 24 хвилини тому
Операція "Вівальді" та удари по базах ФСБ: Звільнення Шандриголова та ліквідація ворожих офіцерів
🕑 13 годин 37 хвилин тому
Зустріч Зеленського і Трампа: Аналіз експертів та очікування від переговорів
🕑 13 годин 38 хвилин тому
Розслідування Bihus.info: Віталія Кіма підозрюють у приховуванні статків та сумнівах щодо призначення
🕑 13 годин 38 хвилин тому
Ексдепутата Хмельницької облради засудили до 7 років за шахрайство та підбурювання до хабара
🕑 13 годин 43 хвилини тому
Бойовий досвід ЗСУ став основою міжнародних навчань STRONG GRIFFIN 2026
🕑 14 годин 12 хвилин тому
Відбудова України: хто визначає пріоритети, коли чують людей?
🕑 14 годин 32 хвилини тому
«Ахіллес» підтримує побратимів: історії відновлення та повернення до служби
🕑 15 годин 4 хвилини тому
Німеччина підкреслює роль сильного НБУ для стабільного фінансового сектору України
🕑 15 годин 11 хвилин тому
Все новости